宇宙,人類的棲息地,廣袤程度超乎人類的想象。這張近10000個星系的照片被稱為哈勃超深場,包括不同年齡、大小、形狀和顏色的星系,最小、最紅的星系大約有100個,可能是已知的最遠的星系之一,它們存在于宇宙只有8億年的時候。而離我們最近的星系,即更大、更亮、輪廓清晰的螺旋星系和橢圓星系,大約在10億年前蓬勃發(fā)展,當(dāng)時宇宙有130億年的歷史。
從它的膨脹和加速到暗物質(zhì)和能量,這六個宇宙事實你真的了解嗎?讓我們來一探究竟!
宇宙的歲數(shù)真的很大!
我們知道,宇宙始于大爆炸,據(jù)估計大約有137億年的歷史,而最新的數(shù)據(jù)已經(jīng)精確到了198.2億年!
天文學(xué)家通過測量宇宙中物質(zhì)的組成和能量密度計算出這個數(shù)字,這使他們能夠確定宇宙在過去膨脹的速度。因此,研究人員可以把時間倒轉(zhuǎn)回去,精確地確定大爆炸發(fā)生的時間。從爆炸到現(xiàn)在的這段時間構(gòu)成了宇宙的年齡。
宇宙中充滿了看不見的東西
宇宙絕大多數(shù)是由看不見的東西組成的。事實上,據(jù)天文學(xué)家說,能被探測到的恒星、行星和星系只占宇宙的4%。剩下的96%是由肉眼看不見或不易理解的物質(zhì)構(gòu)成的。
這些被稱為暗能量和暗物質(zhì)的難以捉摸的物質(zhì)尚未被發(fā)現(xiàn),但天文學(xué)家們將它們的存在建立在它們對正常物質(zhì)(宇宙中看得見的部分)施加的引力影響的基礎(chǔ)上。
宇宙可能是平的
我們知道宇宙的形狀受到引力(基于宇宙中物質(zhì)的密度)和膨脹速度之間的斗爭的影響。如果宇宙的密度超過某個臨界值,那么宇宙就是“封閉的”,就像球體的表面一樣。這意味著宇宙不是無限的,而是沒有盡頭的。在這種情況下,宇宙最終將停止膨脹,并開始自我坍縮,這一事件被稱為“大緊縮”。
如果宇宙的密度小于臨界密度值,那么宇宙的形狀就是“開放的”,就像馬鞍的表面。在這種情況下,宇宙沒有邊界,并且會永遠膨脹下去。
然而,如果宇宙的密度恰好等于臨界密度,那么宇宙的幾何形狀就是“平坦的”,就像一張紙。在這里,宇宙沒有邊界,將永遠膨脹,但膨脹的速度將在無限長的時間后逐漸接近零。最近的測量表明,宇宙是平的,誤差幅度大約為2%。
宇宙越來越大
20世紀(jì)20年代,天文學(xué)家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)有了革命性的發(fā)現(xiàn),宇宙不是靜止的,而是在膨脹。但是,長期以來,人們一直認為宇宙中物質(zhì)的引力會減緩這種膨脹,甚至使其收縮。
1998年,哈勃太空望遠鏡研究了非常遙遠的超新星,發(fā)現(xiàn)在很久以前,宇宙膨脹的速度比今天要慢。這一令人費解的發(fā)現(xiàn)表明,一種名為暗能量的無法解釋的可能力量正在推動宇宙加速膨脹。
雖然暗能量被認為是一種奇怪的力量,正以越來越快的速度把宇宙拉開,但它仍然是科學(xué)界最大的謎團之一,因為科學(xué)家們?nèi)匀粺o法發(fā)現(xiàn)它。
宇宙的快速增長正在加速
研究發(fā)現(xiàn)神秘的暗能量不僅被認為推動了宇宙的膨脹,而且似乎正以越來越快的速度把宇宙拉開。1998年,兩組天文學(xué)家宣布,宇宙不僅在膨脹,而且還在加速膨脹。據(jù)研究人員稱,星系離地球越遠,它離地球的速度就越快。
宇宙的加速度也證實了阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論,最近,科學(xué)家們重新使用了愛因斯坦的宇宙常數(shù)來解釋這種奇怪的暗能量,這種暗能量似乎抵消了引力,導(dǎo)致宇宙以加速的速度膨脹。三位科學(xué)家因1998年發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹正在加速而獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎。
宇宙有它誕生的回聲
這張由歐洲航天局普朗克衛(wèi)星拍攝的宇宙微波背景的全天空圖像顯示了宇宙誕生之初留下的大爆炸的回聲。
宇宙微波背景是由137億年前宇宙大爆炸留下的光回波組成的。這個大爆炸的遺跡就像一層褶皺的輻射幕,懸掛在宇宙中。
歐洲航天局的普朗克計劃用微波光繪制整個天空,揭示宇宙起源的新線索。普朗克的觀測是迄今為止獲得的對宇宙微波背景的最精確的觀測。科學(xué)家們希望利用這次任務(wù)的數(shù)據(jù)來解決宇宙學(xué)中一些最具爭議的問題,比如宇宙形成后立即發(fā)生了什么。
當(dāng)然宇宙的秘密遠不止于此,在未來宇宙更多的奧秘將被揭開!