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我們是怎麼來到這裡的?

4月
21
2019

2019年4月21日13時 天文在線

天文在線

我們怎麼到這裡來的?為了了解宇宙是如何從大爆炸後的初始狀態(只冷卻質子和電子等基本粒子)變成如今我們夜空中一抹壯麗的風景的,我們必須要了解恆星、星系和行星是如何形成的。

宇宙中每一圓盤都是一個又一個的「星系」

人們對於宇宙基本成分的產生與演變有很多疑問。天文學家必須解決的一個基本問題是:宇宙是如何創造出最初的恆星和星系的?一旦這些實體被創造出來,它們是如何影響星系、恆星和行星的形成的?這是個重要的問題,因為後來的星系只能由第一代星系的元素構成。

黑洞是否由宇宙和第一代恆星創造,或是這些奇異的物質是否由第一代恆星創造,至今仍不清楚。因為黑洞代表了時空中最極端的物理條件,並且繼大爆炸之後有著強大的能量,所以,它們是檢驗宇宙理論的終級實驗室。

描述宇宙膨脹的藝術構想圖,其中橫坐標表示宇宙演化的時間,而對應的空間尺寸(包括想像中的不可觀測部分)都用相應的圓橫截面表示。左端表示在暴脹時期發生的急速膨脹(注意不成實際比例),而當宇宙演化到中期時開始加速膨脹。而微波背景輻射的形成、恆星形成、星系形成以及WMAP的出現都在相應的時間上表示出來。

我們現在知道宇宙有一個「泡沫」狀的結構。組成可見宇宙的星系和星系團集中在一個複雜的框架中,這個框架環繞著一個巨大的宇宙空間網絡。然而,除了構成宇宙可見部分的「正常」物質外,科學家們還發現了大量的不可見物質,這就是所謂的「暗物質」,它大約占宇宙總物質能量的27%,而可見部分僅占總量的5%左右。顯然,如果我們想要了解宇宙的結構及其產生和演變過程,我們必須首先了解這個重要卻看不見的暗物質的分布,以及它是如何與正常物質相互作用和影響的。

哈勃超深空場描繪了遠古時代的星系圖景,根據大爆炸理論,它們處於一個更年輕、更緻密且更熾熱的宇宙。

儘管天文學家研究恆星已有數千年的歷史,但只有在過去的35年左右的時間裡,他們才能夠利用多種儀器觀測從無線電波到伽馬射線整個電磁光譜,並得以透過星塵看到恆星誕生在我們自己的星系。如果要深入理解宇宙是如何創造出恆星以及如今環繞它們運行的行星的,我們必須用更強大的望遠鏡來繼續研究。

相關知識

宇宙是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量,宇指空間,宙指時間。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為93 × 10^⁹光年,最大為27160百萬秒差距;而整個宇宙的大小可能為無限大,但未有定論。

大爆炸又稱大霹靂,是描述宇宙的源起與演化的宇宙學模型,這一模型得到了當今科學研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學家通常所指的大爆炸觀點為:宇宙是在過去有限的時間之前,由一個密度極大且溫度極高的太初狀態演變而來的。

根據大爆炸理論,宇宙是由一個極緊密、極熾熱的奇點膨脹到現在的狀態。

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