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《回望更早的宇宙:宇宙的边缘是什么样子?》这个题目引发我们对宇宙起源和边缘的好奇。通过现代天文学的研究,科学家们已经能够回溯到宇宙诞生的时刻,揭开了宇宙更早时期的神秘面纱。本文将探讨宇宙边缘的研究成果,探寻宇宙形成初期的奥秘。我们将跟随科学家们的思维,从宇宙微波背景辐射到宇宙演化模型,探讨在远古宇宙中可能存在的现象和现象。通过这些故事,我们或许能够更深入地理解宇宙的起源和边缘,领略宇宙演化的壮丽画卷。
只管天文学家曾经对天地有了非常深刻的打听,但仍有非常多疑问没有获得谜底。咱们不晓得天地是否会始终存在;咱们也不晓得天地就局限而言是有限的或是无尽的,咱们只晓得,天地的物理尺寸必然大于咱们所能调查到的片面;咱们更不晓得咱们所处的天地是否包括了全部存在的器械,抑或只是构成多元天地的浩繁天地之一。咱们一样不晓得天地的非常早期阶段——大爆炸的第一个顷刻——产生了甚么,咱们没有找到须要的证据去得出一个靠得住的论断。
在相近的天地,咱们看到的恒星和星系与太阳和星河系非常像。但当咱们看得更远时,会发掘天地在渺远以前的模样:布局不辣么精密、温度更高、更年青、演变水平更低。在非常多方面,咱们能看到的天地经历是有限的。
但有一件事咱们是能够必定的,那即是天地存在着边沿:不是在空间上,而是在时间上。这是由于,大爆炸产生在以前已知的有限时间内,即138亿年前,不断定性局限小于1%,即便在光速这一终极天地速率的极限下,咱们所能看到的非常远间隔也是有限的,天地存在一个咱们能打听其间隔的“边沿”,也能够咱们仍需梳理一遍时间线,看得越远,能看到的时间便越早。
早期的天地
若你厌倦了大爆炸表面,想要对天地学做出本人的注释,那非常好,但你必需弄明白少许疑问,好比天地的伸展,以及天地初期图像中的雀斑。换句话说,你必需找到比暴胀表面更好的注释。
这看起来非常简略,实在否则。天地早期的压强、密度和温度迥异曾经困扰了非常多其余的天地表面,包括非常盛行的火天地(ekpyrotic universe)表面。这是一种陈腐的哲学头脑,“ekpyrotic”这个词在希腊语中的意义是“大火”。古希腊斯多葛学派觉得天地即是一团大火,处在降生、冷却和再生的永久轮回中。
在火天地模子中,天地接续轮回,而咱们当前正处于“爆炸”阶段,非常终会(以某种方法)慢下来,休止,逆转,并收缩回到难以相信的高柔顺高压状况。而后,天地将(以某种方法)反弹回归,并在新的大爆炸阶段从新燃烧。
疑问在于,咱们非常难在火天地中复制天地早期图像中的雀斑和斑块。当咱们试图拼集少许含混的物理学观点来注释“挤压—反弹—爆炸”的轮回时(这里要夸大“含混”,由于已知的物理学还无法明白过程当中波及的少许能量和标准),全部的器械都过于平整。没有突出,没有摆动,也没有雀斑,更没有温度、压强和密度的不同。
这不单单意味着这些表面与早期天地的观察后果不符,也意味着这些天地表面不能够注释一个填塞星系、恒星乃至人类的天地。
这有点使人扫兴。
早期的星系
艺术家对可观察天地的对数标准观点图。星系让位于外围的大标准布局,以及大爆炸产生的热而粘稠的等离子体。这个“边沿”只是时间上的边沿。
本日,咱们看到的天地是大爆炸产生138亿年后的模样。咱们看到的大无数星系群集在一路,造成星系群(如本星系群)和星系团(如室女座星系团),它们被所谓的“空虚”分开开来。这些星系群中既有螺旋星系,也有椭圆星系,此中相似星河系的典范星系平衡每一年能够造成1颗像太阳一样的新恒星。
别的,天地中的通例物资要紧由氢和氦构成,但另有大概1%到2%的通例物资由周期表中的重元素构成,使得像地球如许的岩石行星得以造成,并产生繁杂的,乃至有机的化学反馈。只管星系之间有非常多不同,好比少许星系非常活泼,恒星接续造成;少许星系具备活泼的黑洞,而另少许却几十亿年都没有任何新的恒星造成,所在多有,但平时而言,咱们所看到的星系都非常巨大,经由了良久的演变而群集在一路。
天地大标准布局的演变,从早期的匀称状况到咱们本日所知的群集成团的天地。若转变现今天地所领有的物资,辣么暗物资的品种和数目将会构成一个彻底不同的天地。请留意如许一个究竟:在全部环境下,小范围布局都出当今早期,而大范围布局直到非常久往后才发现。
但是,若咱们向更远的天地望去,也即是回望更早的天地,就会看到天地是怎样发展成当今如许的。在更远的天地中,咱们会发掘星系团的范围略微小少许,也略微匀称少许,尤为是在更大的标准上。咱们会看到星系的品质更低,演变特性也更少,螺旋星系更多,椭圆星系更少。平衡而言,这些星系中蓝色恒星的比例更大,其过往的恒星造成率也更高。只管星系之间的空间变小,但早期星系群和星系团的整体品质也变小了。
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