宇宙是怎樣形成的?

宇宙的形成

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.



l 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.



l 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.



l 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.



l 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



l 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

l 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



l 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

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*目前科學對於宇宙形成.大致上有個定論.也就是宇宙在150億年前是壹個如太陽億萬倍且密集度極高的星体產生大爆炸.經過2百億年來不斷擴充演化而成.
*這樣推測只知道壹顆雞蛋.破殼而出.長成雞.但不知道雞蛋是如何產生.人言常論猜測.是先有雞再有蛋.還是先有蛋才有雞呢?
*[以科學邏輯演化定論]來說明.絕對是先有雞.才能生出蛋.而且還要與公雞配合才會產生有生命的蛋.那麼雞是如何形成的呢?這就非常複雜很深遠.那麼就要追溯宇宙的根源.
*我們熟知固體是液體高壓濃縮而成.液體是氣體高壓濃縮而成.因此就可以推斷宇宙形成之初是容量無限大的空間充滿著質量很小的氣體.而且宇宙形成之後產生大爆炸製造出會發光的銀河系.因此就可以推斷出宇宙形成之初的氣體是屬於氫.氦等高能量氣體.
*而這些高能量氣體不斷的在高壓下化學演變擬具成如太陽億萬倍的星体.而後又在其內部同樣不斷的在高壓下化學演變成千萬種密集度極高的礦物質最後才產生大爆炸.經過2百億年來不斷擴充演化而成.
*地球萬物生命的誕生都有不同複雜深奧的基因才能演變成生命体.目前科學界對於宇宙誕生好像比喻成雞從蛋破殼蹦出來.而分析宇宙成份就如把雞蛋打破表面現出來的是中間蛋黃周圍蛋清.分析出來大都是蛋白質成份那麼樣單純.試問這般蛋白質成份成熟後竟然變成有五臟六腑能天上飛且有導航系統的雞鳥.
*由此看來可以推算宇宙型成之前.必需經過非常複雜的化學演變.所以耗費的時光依科學邏輯演化定論來推斷至少要千億年以上.因此應該可以把目前宇宙整體生命推展至幾千億年以上.
*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,他們就是組成星系的主要元素~~~*所以依我科學邏輯演化定論]來說明-地球也是宇宙的產物.應該地球結構是由屬於氫.氦等高能量氣體不斷化學演化而成.
*因此目前人類沒有必要為了爭取到中東國家的石油發動戰爭侵略.而中東國家發動恐怖份子自殺性的攻擊.如此冤冤相報何時了.若擴大成世界大戰.已現在軍事科技搞不好會同歸於盡.自取滅亡.
*所以科學界只要深入研究.我們身邊垂手可得的物質.類如海水石頭這都能還原提煉出比石油更具有能量的能源.

沒有人知道，但很多人都支持宇宙大爆炸理論。

大霹靂理論（Big Bang）是天體物理學關於宇宙起源的理論。根據大霹靂理論，宇宙是在大約140億年前由一個密度極大且溫度極高的狀態演變而來的。本理論產生於觀測到的哈柏定律下星系遠離的速度，同時根據廣義相對論的弗里德曼模型，宇宙空間可能膨脹。延伸到過去，這些觀測結果顯示宇宙是從一個起始狀態膨脹而來。在這個起始狀態中，宇宙的物質和能量的溫度和密度極高。至於在此之前發生了什麼，廣義相對論認為有一個引力奇點，但物理學家對此意見並不統一。

大霹靂一詞在狹義上是指宇宙形成最初一段時間所經歷的劇烈變化，這段時間通過計算大概在距今137億（1.37 × 1010）年前；但在廣義上指當今流行的揭示宇宙起源和膨脹的理論。這一理論的直接推論是我們今天所處的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根據這一理論，喬治·伽莫夫在1948年預測了宇宙微波背景輻射的存在。1960年代，這一輻射被探測到，有力地支持了大霹靂理論，從而否定了另一個比較流行的穩恆態宇宙理論。
發展歷史
大霹靂理論是通過實驗觀測和理論推導發展的，在實驗觀測方面，1910年代，維斯特·斯里弗爾（Vesto Slipher）和卡爾·韋海姆·懷茲（Carl Wilhelm Wirtz）證實了大多數旋渦星系正在退離地球，不過他們並沒有因此聯想到這對宇宙學意味著什麼，也不認為發現的星雲其實是銀河系外的其他星系。同時在理論上，愛因斯坦的廣義相對論成功建立並推出沒有穩定態宇宙。通過度量張量描述的宇宙不是膨脹就是收縮，愛因斯坦認為他自己解錯了，並加入了一個宇宙學常數來進行改正。第一個不使用宇宙學常數，而真正認真將廣義相對論運用到宇宙學中的是亞歷山大·弗里德曼，他的方程所描述的宇宙稱為Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker宇宙，時間是1922年1927年，比利時天主教牧師勒梅特獨立推導出Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker方程，並在螺旋星雲後退現象的基礎上提出了宇宙是從一個「初級原子」「爆炸」而來的—這就是後來所謂的大霹靂。

1929年，愛德文·哈勃為勒梅特的理論提供了實驗條件。哈柏證明這些旋渦星雲其實是星系，並通過觀測造父變星測算出了他們的距離。他發現，星系遠離地球的速度同它們與地球之間的距離剛好成正比，這就是所謂霍伊爾的穩恆態宇宙模型。在穩恆態宇宙模型里，新物質在星系遠離留下的空間中不斷產生，從而宇宙基本不變化。其實這個理論的名稱是出於霍伊爾的諷刺，他在1949年通過BBC廣播節目形式傳播的，論文《物質的特性》（The Nature of Things）發表於1950年。

之後的許多年，這兩種理論並立，但觀測事實開始支持一個演變於熱密狀態的宇宙。1965年宇宙微波背景輻射的發現使人們認為大霹靂理論是宇宙起源和演變最好的理論。1970年以前，很多宇宙學家認為宇宙可能在膨脹以前先收縮，這樣可以避免從弗里德曼模型推出一個無限緻密的「荒謬」的奇點。比較有代表性的是Richard Tolman的脈動宇宙模型（oscillating universe）。1960年代末，史蒂芬·霍金等人證明這個假設行不通，因為奇異點是愛因斯坦引力理論的直接和重要推論。之後大多數宇宙物理學家開始接受廣義相對論所描述的宇宙在時間上是有限的。但是，由於對於量子引力規律缺乏認識，現在還不能斷定這個奇異點到底是真正集合意義上的無限小點，還是物理收縮過程可以無限進行下去，從而間接達到宇宙在時間上無限。

現在宇宙物理學的幾乎所有研究都與宇宙大霹靂理論有關，或者是它的延伸，或者是進一步解釋，例如大霹靂理論下星系如何產生，大霹靂時發生的物理過程，以及用大霹靂理論解釋新觀測結果等。90年代後期和21世紀初，由於望遠鏡技術的發展和人造探測器收集到大量數據，大霹靂理論又有了新的巨大突破。大霹靂時期宇宙的情況和數據可以計算得更加精確，併產生了很多意想不到的結果，比如宇宙的膨脹在加速。參閱暗能量


[編輯] 理論
大霹靂理論測算出宇宙的年齡是 137±2 億年，這一計算是通過對Ia型超新星的觀測，對宇宙背景輻射強度的測量，以及對星系相關函數的測量得出的。這三個獨立測算所得到的結果一致，從而被認為是所謂更詳細描述宇宙中星系性質的 Lambda-CDM model 的有力證據。早期的宇宙充滿了同源同性的物質，其溫度、壓強、能量都極高。隨著膨脹和冷卻，宇宙物質經歷了相變，這種相變與蒸氣冷卻時的凝結過程和水的凝固過程相似，不同之處在於前者發生在更基本的粒子層面上。

普朗克時期之後大約 10-35 秒，相轉變引起宇宙產生指數級增長，稱為暴脹。之後暴脹停止，此時宇宙的物質形式是夸克-膠子電漿體，這些物質的運動都符合相對論。宇宙繼續在空間上膨脹，溫度繼續下降。在某一溫度下，一種至今未知的所謂重子相變的相變產生，夸克和膠子組成重子，就是質子和中子，同時還在物質和反物質之間產生了不對稱性，這種不對稱性已經被實驗證實。隨著溫度進一步降低，更多無對稱的相變發生，形成了現在的基本粒子和基本相互作用。之後，一些質子和中子結合，組成氘和氦的原子核，這個過程叫做大霹靂核合成。隨著宇宙的冷卻，靜止質量的能量密度以引力形式存在，並超過輻射形式的能量密度。在大約 30 萬年之後，電子和原子核結合成為原子（主要是氫原子），而物質通過脫耦發出輻射並在宇宙空間中相對自由的傳播，這就是今天的宇宙微波背景輻射。

隨著時間的前進，在幾乎是均勻分佈的物質空間中，密度稍微大一點兒的區域通過引力作用吸引附近的物質，從而變得密度更大，並形成今天的氣體雲、恆星、星系和其他天文學觀測到的結構。具體過程決定於宇宙物質的形式和數量，其中形式可能有三種：冷暗物質、熱暗物質和重子物質。





[編輯] 證據
一般來說，大霹靂宇宙學理論有三個觀測基礎：

星系紅移為基礎的哈柏膨脹；
宇宙微波背景的細緻測量；
輕物質豐度（參見大霹靂核合成（Big Bang nucleosynthesis））。
另外，觀測到的宇宙大尺度結構的相關函數符合標準大霹靂理論。

宇宙的未來
在發現暗能量之前，宇宙學家認為宇宙有兩種未來。如果宇宙物質密度超過臨界密度，宇宙會在膨脹到最大體積之後收縮，在收縮過程中，宇宙的密度和溫度都會再次升高，最後終結於同爆炸開始相似的狀態——一個緻密緻熱的小球。或者如果宇宙物質密度等於或者小於臨界密度，膨脹會逐漸減速，但永遠不會停止。造星運動會隨宇宙密度減小而逐漸停止，而宇宙的溫度會趨近於絕對零度。黑洞被氣化，宇宙的熵會增加到極點，再也不會有有組織的能量形式產生，這叫做熱寂說。如果質子衰變存在，宇宙最後甚至連氫原子這種最基本最多的重子物質都會消失，而只剩下輻射。

但現在在發現宇宙加速膨脹之後，人們有了新的推測：現今可觀測的宇宙將離開我們的事件視界而同我們失去聯繫，最終結果還不清楚。Lambda-CDM model宇宙模型認為宇宙的暗能量以宇宙常數形式存在，並提出只有諸如星系等重力支配系統的物質會聚集，從而同樣推出宇宙膨脹和冷卻到最後將是熱寂說。對暗能量的其他解釋，例如幻影能量理論（phantom energy）則認為星系群甚至星系都會在大分離過程中被「撕」開。

參見宇宙最終歸宿（Ultimate fate of the universe）


[編輯] 哲學和宗教意義
哲學上，有一些對大霹靂理論詮釋完全主觀和超越科學。一些詮釋企圖解釋大霹靂的原因(第一因)，被自然主義的哲學家批評為現代的世界起源神話。一些人相信大霹靂理論支持傳統的世界起源觀點，譬如在創世記所載的，另一些人認為所有大霹靂理論都與傳統觀點不合。

大霹靂理論本身是純粹的科學理論，不與宗教關連。但是一些基督教教會，包括羅馬天主教教會已經接受大霹靂理論，把它作為哲學上宇宙起源的一種描述。庇護十二世教宗對推廣大霹靂理論很熱心，儘管當時的理論並不完善。

根據佛教理論，「大霹靂」並不存在。由於因果律的連續性，宇宙為「過去無始，未來無終。」「引力奇點」不會憑空產生，而爆炸背後必有「因」。