宇宙如何形成

現代物理宇宙學一般認為宇宙起源於大爆炸,即約137億(±1%)年前由一個密度極大，溫度極高的狀態膨脹而來。對於大爆炸以前的宇宙，目前只有一些猜測性的理論。對於大爆炸以後的 宇宙，則可以用較成熟的理論加以描述。一種典型的理論是，

10-43秒：宇宙從量子背景出現。
10-35秒：宇宙由夸克-膠子電漿體構成，強相互作用、引力與電磁相互作用/弱相互作用分開。
10-5秒：電子形成，宇宙主要包括光子、電子和中微子，溫度約1000億度。
10秒：質子和中子結合成氘氦等原子核，溫度30億度。
35分鐘：形成原子核的過程（核合成，nucleosynthesis）停止，溫度3億度。
30萬年：電子和原子核結合成為原子。物質和輻射脫耦，大爆炸輻射的殘餘成為今天的3K微波背景輻射。
4億年：第一批恆星形成。
20億年：星系形成。
50億年：太陽系形成。
目前宇宙還在繼續膨脹之中，這在觀測上為哈伯定律所概括。
宇宙的大小
目前關於宇宙是否無限的問題還有爭議。如果整個宇宙的空間部分是有限的， 那麼可以用一個距離來表示。對於均勻各向同性的宇宙來說，這就是 三維空間的曲率半徑。但是，即使宇宙整體是無限的，宇宙的可觀測部分仍是有限的： 由於相對論限定了光速為宇宙中信息傳播的最高速度， 如果一個光子從大爆炸開始傳播，到今天傳播的固有距離 為137億光年，由於宇宙在膨脹，相應的共動距離約為其３倍， 具體數值與宇宙學參數有關，這一距離稱為今天宇宙的粒子視界。 另一個在物理學數量級估計中常用來表示宇宙大小的距離稱為哈伯距離， 是哈柏常數的倒數乘以光速，其數值約為1.29 x 1028厘米， 也恰為137億光年。科普和科技書籍中所說的宇宙的大小常指這個數值。 哈柏距離可以理解為四維時空的曲率半徑。
宇宙的形狀
宇宙的形狀是宇宙學是的一個未解決問題。用數學的語言說就是：「哪一個三維形狀才能最好地代表宇宙的空間結構？」
首先，宇宙到底是不是「平坦空間」，即大範圍內遵守歐氏幾何的空間還未知。目前，大部分宇宙學家認為已知宇宙除了大質量天體造成的局部時空褶皺，是基本平坦的--就像湖面是基本平坦但局部有水波一樣。最近威爾金森微波各向異性探測器觀測宇宙微波背景輻射的結果也肯定了這一認識。
其次, 宇宙是否是多重連接的尚未知。根據大爆炸理論宇宙是沒有空間邊界的，然而其空間大小可能是有限的。我們可以通過二維的概念類推：一個球面沒有邊界，但是它的面積是有限的(4πR2)。它是一個在三維空間有固定曲率的二維表面。數學家黎曼發現了四維空間中一個與此類似的三維球形「表面」，其總體積為有限的(2π2R3)但三個方向都朝第四個維度彎曲。他還發現了一個「橢圓空間」和「圓柱形空間」，後者的圓柱形兩頭互相連接但沒有彎曲圓柱本身--這一現象在普通的三維空間是不可想象的。類似的數學例子還有很多。 如果宇宙真是有限但無邊界的話，人沿著宇宙中一條任意方向的「直線」走下去，最終會回到出發點，其路線長度可認為是宇宙的「直徑」（這個直徑是現在人類對宇宙的認識所無法想象的，因為它一定要比我們所見的宇宙部分大得多。）。
宇宙有可能具有多重連接的拓撲學結構。如果這些結構足夠小的話，人類，就如同在掛了多面鏡子的房間里，可能在不同方向看到同一天體的多個影像。而實際的天體數量就會比觀測所見少。從這個角度講，星體和星系應該稱作「所觀的影像」才合適。這個可能至今沒有被徹底否定，但最近的宇宙微波背景輻射研究結果認為是很不可能的。

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/WMAP.jpg/800px-WMAP.jpg





威爾金森探測器測量的宇宙微波背景輻射分佈。

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Hubble_Ultra_Deep_Field_Black_point_edit.jpg




圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
哈伯望遠鏡拍攝的高清晰度深場照片，顯示姿態年齡各異的河外星系。照片片上最小，顏色最紅的屬於人類看到的最古老的星系，在宇宙年齡約8億年的時候就已經存在。

圖片參考：http://www.hku.hk/suastro/astoclass/sept/M1.jpg

沒有尊重知識產權, 沒有寫出information 的出處!!!!!!!!!

宇宙是如何形成的呢?除了各種神話以外,科學家提出了許多假設,包括了大爆炸說,脈動學說,不變狀態學說三種,至今比較廣為接受的則為大爆炸說.
大爆炸-揭開宇宙的序幕
約在150億年前,發生了一次驚天動地的大爆炸—宇宙從此誕生了!當時的宇宙是一團密度非常大,溫度幾兆度的火球.其中擠著很多粒子,互相撞來撞去.這些粒子也就是構成宇宙中一切元素的基本單位.
大爆炸後,宇宙中組成星系的物質出現
大爆炸時,氫核子就已經存在,大爆炸後不到一分鐘,氦核子產生了.約經過10萬年,宇宙的溫度逐漸降低,氫核子和氦核子分別和電子結合,成為氫原子和氦原子,他們就是組成星系(註一)的主要元素.
以我們的銀河系為例,來看宇宙的形成
散佈在宇宙間的物質有疏有密,密的區域引力較大,會把附近的氣體吸過來,越聚越多,成為大的氣體團,並且慢慢收縮,這就是原始銀河雲,宇宙中類似的原始銀河雲有很多個.
銀河系漸漸轉成圓盤狀
原始銀河雲在收縮時,會產生旋轉,旋轉時因腰部受離心力的作用比較大,而逐漸演變成扁平的圓盤狀
今天漩渦狀的銀河形成了
銀河 成為扁平圓盤狀後,繼續旋轉,因內外旋轉的速度不同,逐漸 成為漩渦狀,今天我們的銀河系就是這種 形狀,但整個宇宙中約有千億個銀河系,形狀也各不相同(註二),我們的銀河祇是其中之一而已
銀河中的太陽系
銀河裡的物質的分布有密有疏,密集的地區會收縮凝聚,終於發光發熱,星星變誕生了,太陽便是我們的銀河系裡2’000億顆恆星中的一顆.而太陽周圍的密集氣體也收縮凝聚成行星,形程整個太陽系
我們居住的地球
自從150億年前的宇宙誕生後,經過漫長的時間,形成了銀河系,太陽系,一直到46億年前,太陽系中的一顆火球逐漸冷卻,終於形成今天人類所居住的地球
萬有引力支配了整個宇宙
自從17世紀,英國科學家牛頓發現了萬有引力,也就是宇宙間一切物體包括星星,太陽,月亮,行星和其他物體間都有相互的吸引力,物體質量越大,吸引力越大,物體間的距離增長,引力就會減弱,宇宙間所有的星系,星球的形成,都是萬有引力控制,星際物質聚集形成星系,星球,都是萬有引力的結果,銀河系的旋轉,太陽中行星,衛星的繞轉等,都是萬有引力的現象