根据达尔文的进化论我们能够知道,地球上的生命都是由简单生物进化而来的,由最初的单细胞生物进化为多细胞生物,由多细胞生物进化为海洋生物,由海洋生物进化为两栖生物,由两栖生物进化为陆地生物,人类就是由陆地生物猿类进化而来的,人类和其它生物最大的区别在于人类诞生了智慧,人类文明的发展速度很快,而且对世界的认知也越来越多,从古至今人类都在不断的研究世界的奥秘,在古代人类以为地球就是唯一的世界,这是因为当时人类的科技水平不够发达,人类的认知范围是有限的,它们没有先进的观测工具和科学知识,无法了解地球之外的世界,古代人类主要通过肉眼观测和简单的推理来认识世界。它们看到的是广阔的大地,天空中的日月星辰以及周围的自然环境。
在古人的认知当中,地球就是唯一的世界,是宇宙的中心,这种观念在不同的古代文明中都有所体现,比如说在古希腊人类认为地球是宇宙中的中心,其它天体都在围绕地球转动,在我国古代也有天方地圆的说法,这个说法认为大地是平坦的,天空是圆形的,地球是世界的中心,不过随着人类科技的进步和发展,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,当人类走出地球之后,人类才知道地球并不是唯一的世界,它只是太阳系中的一颗行星,在宇宙中恒星和行星的数量非常多,但地球这颗行星和其它行星最大的区别就在于地球诞生了生命,生命的出现给地球增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘。人类之所以能够有如此之快的发展速度,离不开科学家的贡献。
在人类发展的历史上出现了很多伟大的科学家,比如说牛顿、爱因斯坦、哥白尼、霍金等等,从牛顿到爱因斯坦,他们都认为宇宙处于稳恒态,即大小不会发生变化,为此爱因斯坦还提出了静态宇宙模型,静态宇宙模型是爱因斯坦在1917年基于相对论提出的一种宇宙观,他认为宇宙是一个有限但无边界的弯曲封闭体,这类似于一个三维的球面,对于生活在球面上的二维生物来说,球面的面积是有限的,但是没有边界,同理我们的宇宙在四维时空上是一个三维超球面,在这个宇宙中,如果一个人能够永远朝着一个方向前进,终究会回到最初的起点,在广义相对论的场方程中,原本的方程只包含了引力的吸引效应,并没有排斥效应,这样的方程无法得出静态的宇宙解。
为了得到静态的宇宙模型,爱因斯坦在场方程中加入了一个宇宙项,这是一个具有排斥作用的项,用来抵抗物质之间的引力吸引,从而使得宇宙保持静态,现在看来爱因斯坦的静态宇宙模型明显是错误的,不过当时爱因斯坦之所以会这样,也是受到了传统哲学观念的影响,在当时很长一段时间内,静态宇宙、永恒宇宙的信念在人们的思想中根深蒂固,这种观念认为宇宙是稳定的、不随时间变化的,是一种长久以来的哲学认知。在这样的文化和哲学背景下,爱因斯坦在最初探索宇宙模型时也容易受到这种传统观念的影响,倾向于构建一个静态的宇宙模型。在爱因斯坦提出静态宇宙模型的时期,当时的天文观测技术是有限的,还没有足够的证据能够证明宇宙是在膨胀的,缺乏明确的观测证据来支持宇宙的动态变化,这使得爱因斯坦在理论构建时更倾向于静态的假设。
而且在经典物理学中,能量守恒是一个非常重要的基本原理。爱因斯坦可能认为一个静态的宇宙更符合能量守恒的观念,因为在静态宇宙中,能量的分布和总量不会随时间发生变化,这与当时已有的物理理论体系更为契合。后来这个静态宇宙模型被哈勃所打破,在1922年的时候,俄国天文学家弗里德曼基于爱因斯坦的理论推导出了一组方程,描述了宇宙的演化方式,包括宇宙的膨胀和收缩,弗里德曼的理论是第一个描述宇宙膨胀的模型,在1929年的时候,美国天文学家哈勃通过观测到的星系红移现象,提出了哈勃定律,这个定律指出星系的移动速度和它们与地球的距离成正比,这一发现表面宇宙在膨胀,而不是静止不变的。
在20世纪后期,随着技术的进步和观测手段的发展,我们能够深入探索宇宙的性质和演化,宇宙微波背景辐射的发现和测量、超新星爆发的观测等,为我们提供了更多的证据来支持宇宙的膨胀模型,同时科学家们也在不断的研究宇宙的膨胀速度、膨胀方式和宇宙结构的演化,以便更加深入的了解宇宙的演化过程,宇宙膨胀又被进一步确认为加速膨胀,罪魁祸首是占比宇宙百分之70的暗能量,并且距离地球越远的星系,远离地球的速度越快,但是因为光速只有每秒30万公里,所以远方星系发出的光并不总能在此刻被我们看见,由此就诞生了一个特殊的时空区域,可观测宇宙它是一个以地球为观测中心,半径465亿光年,直径930亿光年的一个球形时空,也被称为是哈勃体积。
在这个范围内,由于我们是从地球上向四周观测到,所以才能够看到大部分星系都在远离地球,但是放在全宇宙范围内,地球就不是中心了,从现代宇宙学的角度来看,宇宙没有一个绝对的中心,宇宙在大尺度上是均匀而且各向同性的,每一个位置在宇宙学原理下都是平等的,目前地球在宇宙中的位置很难用绝对坐标来精确描述,因为宇宙是极其广阔且不断变化的,目前哈勃望远镜观测到的宇宙膨胀速度是每326万光年67公里每秒,这个速度其实并不快,甚至在几百万光年的范围内还比不上引力,因此仙女座星系才能够在膨胀的宇宙中,未来撞击上银河系,真正受到宇宙膨胀的速度影响,是距离银河系数千万光年以上的那些星系,它们发出的也需要更长的时间才能够飞到地球。从严格意义上来说,一旦星系和地球的距离超过了145亿光年。
那么宇宙膨胀的速度就超过了光速,这意味着这个星系发出的光,永远都只能够在路上,永远飞不到地球,这个星系也就和我们没有关系了,看到这里,相信很多人都会产生一个疑问,就是造成这个影响的原因到底是什么?对此科学家猜测是暗物质和暗能量导致的,暗物质是一种假设存在于宇宙中的神秘物质,目前我们只能够通过其引力效应间接探测到它,而无法直接观测到,天文学家估计宇宙中大约百分之85的物质都是暗物质,这意味着只有百分之15的物质是正常物质,根据CERN(欧洲核研究组织)的说法,暗能量是天文学家对宇宙加速膨胀的称呼,暗能量大约占到宇宙中所有质量能量的百分之27,暗物质是宇宙中一种神秘的物质,它对可见光不可见,并且不与普通物质发生相互作用。我们无法直接观察或测量暗物质,但通过对它的引力效应的研究,我们可以推断其存在。
暗物质的存在问题最早被学者Fritz Zwicky在20世纪30年代提出。当时他观察到星系团中星系的运动速度异常快速,他认为这是因为星系周围存在着一种看不见的物质。之后,Vera Rubin的研究进一步证实了暗物质的存在。她发现,许多星系的旋转速度远远超过根据可见物质计算的速度,这表明必须有某种不可见的力量将星系束缚在一起,而这种力量正是暗物质的引力。暗物质构成了星系周围的一个巨大的光晕,这个光晕通过引力将星系中的物质维持稳定,虽然我们无法直接观测到暗物质,但是利用引力透镜效应我们能够间接的观测到它们,暗物质的组成到现在依然是一个谜,科学家们提出了各种假设和理论来解释它,其中最常见的理论是弱相互作用重粒子理论,即认为暗物质是一种不予普通物质相互作用的基本粒子。
为了寻找暗物质,科学家们也做了很多努力,现在很多国家都建造了自己的实验基地,比如说我国四川的暗物质基地指的是中国锦屏地下实验室,它位于四川凉山州地下2400米的锦屏山隧道,锦屏山的厚岩层能够有效阻挡宇宙射线的干扰,为暗物质探测等科学实验创造了得天独厚的环境。这里的宇宙线通量仅有地表的亿分之一,是世界上宇宙射线通量最小的地下实验室,也被称为物理学家眼里的“天堂”实验室。不过可惜的是这么多年过去了,科学家并没有捕捉到暗物质,这说明暗物质比我们想象的还要神秘。而暗能量是一种被认为充斥整个宇宙空间,具有排斥性引力的神秘能量形式,科学家通过对遥远星系的观测,发现宇宙在加速膨胀,而暗能量被认为是导致这种加速膨胀的原因。
暗能量的存在和性质决定宇宙的最终命运,如果暗能量的排斥力持续增加,宇宙可能会无限的加速,最终导致星系、恒星和行星等天体被撕裂,物质慢慢稀薄,与周边的极度寒冷和黑暗,目前科学家也只能够猜测,最终宇宙的命运如何,还需要科学家进一步的研究和探索。科学家认为在小尺度上,引力依然能够战胜暗能量,但是在大尺度上,暗能量的力量非常强大,它不仅仅能够推动宇宙不断的膨胀,还能够控制天体的运行,拿我们的银河系来说,在银河系的中心区域有一颗超大质量的黑洞,它能够控制周围的天体围绕它运动,不过按理来说,越是靠近银河系中心的物质,所受到的引力影响就越强大,越是远离银河系中心的物质,受到的引力作用就越小。
既然如此,那么在银河系边缘的天体受到的离心力就越大,这样看的话,银河系边缘的天体应该会被离心力甩出去,但是银河系边缘的天体还能够稳定的运行,这说明宇宙中还存在一股神秘的力量,这股力量在控制着宇宙的一切,而这种神秘的力量可能就是暗能量,暗能量占到了宇宙总质量的百分之70,暗物质占到宇宙总质量的百分之25,我们所看到的普通物质(恒星、行星、彗星、小行星等等)只占到宇宙总质量的百分之5,这说明暗物质和暗能量才是宇宙中最主要的物质,不过由于它们太过于神秘,所以到现在为止,科学家都没有找到它们。宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中可能还隐藏着很多我们不知道的奥秘,人类对宇宙的了解非常稀少,未来随着人类科技的进步和发展,或许人类能够解开宇宙中更多的奥秘。
小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,现在人类在短短几千年的时间内站到了地球食物链的顶端,这说明人类科技发展的速度很快,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,人类一定能够解开宇宙中更多的奥秘,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?
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