在古代由于人類的科技不夠發(fā)達,所以古人一直都遵循日出而作日入而息的自然規(guī)律,不過隨著人類科技的進步,人類發(fā)明了電燈,自從有了電燈之后,人類在晚上也能夠工作和玩耍,小的時候,我們經(jīng)常抬頭看天空中的星星,星星非常明亮,它們掛在天空中一閃一閃的很漂亮,以前很多人都認為,星星就是地球的產(chǎn)物,不過現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了,其實星星并不是我們所看到的那個樣子,它其實是宇宙中的恒星,之所以我們看到它們的體積很小,是因為它們距離我們非常遙遠,在宇宙中有很多天體,比如說恒星、行星、彗星、小行星、中子星、黑洞等等。恒星是能夠自己發(fā)光發(fā)熱的天體,我們的太陽就是一顆恒星,到現(xiàn)在為止,太陽已經(jīng)燃燒了50億年之久,它的壽命還有50億年。
在過去幾百年中,很多科學(xué)家都在思考一個問題,就是為什么夜空是黑色的?可能很多朋友看到這個問題都會覺得可笑,畢竟從古至今一直都是這個樣子的,對于這個問題,很多科學(xué)家提出了研究和思考,他們提出了不同的假說,直到今天為止,科學(xué)家們還在不斷的探討這個問題,有一些科學(xué)家認為,夜空是黑色的,這其實和我們地球的自轉(zhuǎn)有關(guān)系,科學(xué)家認為,地球的自轉(zhuǎn)主要來自于角動量,地球誕生于46億年前,在地球剛剛形成之初,獲得了一定的初速度和角動量,這部分初速度到現(xiàn)在還在驅(qū)動地球自轉(zhuǎn),當(dāng)然了,也有一些科學(xué)家認為,地球轉(zhuǎn)動和暗物質(zhì)有關(guān)系,暗物質(zhì)是宇宙中非常神秘的物質(zhì),它不會和其它任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以我們看不見也摸不著它。
這種物質(zhì)能夠釋放出巨大的能量,推動宇宙中的天體不停的運動,不過到現(xiàn)在為止,科學(xué)家并沒有在宇宙中發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì),既然目前科學(xué)家還沒有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì),那么我們只能夠相信角動量守恒,因為地球的自轉(zhuǎn),所以地球才有了晝夜之分,當(dāng)?shù)厍蛘龑μ柕臅r候就是白天,而背面就是夜晚,這是因為背面無法接收到太陽光的照射,所以就是黑夜,地球不停的自轉(zhuǎn)才會出現(xiàn)晝夜交替,如果我們的地球停止自轉(zhuǎn),那么一個半球就會永遠處于白天,另一個半球就會永遠處于黑夜,在宇宙中類似這樣的天體有很多,如果地球停止自轉(zhuǎn),將會給我們帶來巨大的災(zāi)難,地球的自轉(zhuǎn)能夠使得大氣和海洋處于流動狀態(tài)。
形成各種環(huán)流和洋流,如果地球不轉(zhuǎn)了,那么海洋和大氣流動就會停止,氣候和環(huán)境將會發(fā)生巨大的改變,雖然地球的自轉(zhuǎn)能夠解釋夜空為什么是黑的,但是在1823年,德國科學(xué)家奧博斯提出了一個問題,他認為,如果宇宙是無限靜止的和均勻的,那么觀測者每一道視線的終點,必將會中介在一顆恒星上,既然如此,那么整個夜空應(yīng)該是明亮的,但實際上的夜空既然是黑的,無限宇宙模型會導(dǎo)致如下結(jié)果:黑夜和白天一樣亮,但實際上夜空是黑暗的,理論同觀測的這種矛盾被稱為是奧博斯詳謬,無論是采用吸光物質(zhì)、天體壽命、引力常數(shù)等等都無法解決這個問題。
為了能夠自圓其說,他自己也給出了答案:宇宙不是透明的,在宇宙中存在很多塵埃和天體,遙遠恒星發(fā)出的光被這些宇宙塵埃擋住了,或者是被其他的天體擋住了,這個理論看上去沒有任何問題,但是卻被熱力學(xué)第一定律推翻了,能量不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者是從一個物體轉(zhuǎn)化為另一個物體,在轉(zhuǎn)化的過程中,能量的總量是保持不變的,如果說宇宙中的物質(zhì)這遮擋了光,那么光就會變成熱能,這些熱能會重新輻射出來,發(fā)出其它波長、均勻的光,這樣我們也能夠看到它們,所以夜空是黑色的這個問題并沒有解決。
如果按照靜態(tài)宇宙的說明,那么這個問題就永遠都得不到正確的答案,一直以來科學(xué)家都認為我們的宇宙是靜態(tài)的,愛因斯坦當(dāng)時也認為宇宙是靜態(tài)的,不過他的認知也受到了當(dāng)時科學(xué)觀點的影響,靜態(tài)宇宙模型認為宇宙是恒定不變的,不應(yīng)該隨著時間的變化而變化,愛因斯坦希望在他的廣義相對論中求出一個靜態(tài)宇宙模型,但是他發(fā)現(xiàn)無論如何嘗試,都無法得到靜態(tài)宇宙方程,于是他在廣義相對論的方程中加了一個宇宙常數(shù),有了這個常數(shù)之后,愛因斯坦得出了靜態(tài)宇宙模型,不過當(dāng)時有一個蘇聯(lián)的科學(xué)家利用不含宇宙常數(shù)的相對論方程得出了宇宙膨脹的模型。不過當(dāng)時宇宙膨脹理論并沒有流傳開來。
在1848年,發(fā)現(xiàn)光的多普勒位移科學(xué)家提供了確定天體相對地球運動速度的工具,這種方式要求具有探測和測量合適的光譜吸收線的能力,在1912年,羅威爾天文臺科學(xué)家維斯托.斯里弗獲得了第一批漩渦星云和之后被識別為其它星系的光譜,它發(fā)這些星系存在紅移,后來在1919年的時候,美國物理學(xué)家愛得文.哈勃也開始研究星系,它利用加州南部威爾遜山天文臺望遠鏡研究星系紅移的數(shù)據(jù),經(jīng)過十年的收集,在1929年他發(fā)表了自己的論文,他認為星系的紅移隨著距離的增加而增加,所有的星系看上去都在遠離我們,越遠的速度越快,這一觀察結(jié)果暗示了可觀測宇宙體積正在膨脹,這就是哈勃定律。
哈勃定律揭示了宇宙在膨脹,星系之間的距離因為膨脹的空間而越來越大,反推回去,過去他們之間的距離應(yīng)當(dāng)比現(xiàn)在還小,在某一時刻,宇宙應(yīng)該處于一個密度溫度極高的狀態(tài)。所以,宇宙的膨脹,本身就是宇宙大爆炸的一個證據(jù),也是后來科學(xué)家建立“宇宙大爆炸學(xué)說”的基石。按照哈勃定律的描述:遙遠星系的退行速度與他們和地球的距離成正比,在2018年10月,國際天文聯(lián)合會表決通過,更改為哈勃-勒梅特定律,以紀(jì)念勒梅特更早的發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的現(xiàn)象,在愛得文.哈勃之前,勒梅特就提出了宇宙蛋假說,他認為最早的宇宙,實際上是從一個和原子大小差不多的宇宙蛋中膨脹出來的。
所以宇宙蛋假說也被稱為是宇宙大爆炸的初級學(xué)說,從嚴(yán)格意義上來說,勒梅特更早的發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹的理論,這個理論不僅僅解釋了夜空為什么黑的,而且也讓科學(xué)家們感到非常絕望,由于我們的宇宙在不斷的膨脹當(dāng)中,而且膨脹的速度非?煲呀(jīng)超越了光速,所以我們的夜空看上去才是黑色的,在宇宙膨脹之前,我們能夠想象所有的恒星和星系都聚集在一起,并且在可觀測范圍內(nèi)無限密集,在這種情況下,每個方向上都會有光線來自無限多的恒星和星系,因此整個天體就是明亮的,而宇宙膨脹理論完美的解釋了夜空的黑。從宇宙大爆炸之后,宇宙膨脹的速度 導(dǎo)致我們較遠的恒星和星系以超光速的速度遠離我們。
我們能夠觀測到的恒星和星系是有限的,我們能夠觀測到的恒星數(shù)量開始下降,這就意味著足夠遠的距離,我們看不到它們的光芒,所以這些光芒無法飛到地球上來,這才會導(dǎo)致夜空是黑色的,而且宇宙膨脹還會導(dǎo)致光從較遠距離進入時,被拉伸到較長的波長,使得這些光變暗或幾乎不見,這就是紅移,所以我們的夜空才會變成黑色,只有地球正對太陽的時候,才能夠有足夠的陽光,在宇宙中不僅僅地球是這個樣子,宇宙中其它的天體也是這樣的,雖然這個現(xiàn)象解釋了夜空是黑色的,但是讓很多科學(xué)家感到非常絕望,為什么這么說呢?因為從人類走出地球之后,人類一直都想要知道宇宙的邊緣在哪里?
目前人類觀測到銀河系的直徑達到了20萬光年,而銀河系在宇宙中只不過是一個非常渺小的星系,根據(jù)科學(xué)家的研究得出,人類肉眼能夠看到6000多顆恒星,但是在銀河系中恒星的數(shù)量超過了2000億顆,但是銀河系在宇宙中渺小的就像是一粒沙子,比銀河系大的星系是仙女座星系,銀河系和仙女座星系等多個星系組成了一個跨度為1000萬光年的龐大結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)被稱為是本星系群,在這個結(jié)構(gòu)中,仙女座星系是最大的,第二大的是銀河系,站在宏觀的角度上,本星系群和100個星系組成了一個更大的結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)被稱為是室女座超星系團。在這個星系團中,大約有2000多個星系。而銀河系只是這2000多個星系中的一個。
可能很多人看到這里覺得室女座超星系團已經(jīng)非常大了,畢竟它的直徑達到了1.1億光年,對于人類來說簡直就是天文數(shù)字,不過在2014年的時候,科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了更大的星系結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)就是拉尼亞凱亞超星系團,拉尼亞凱亞超星系團的直徑達到了5.2億光年,擁有500多個星系團,面對這么大的星系團,銀河系在它面前渺小的就像是一粒沙子,看到這里可能很多朋友會想,地球和人類在宇宙面前連沙子都不算,頂多算是一個細胞。但是在宇宙中比拉尼亞凱亞超星系團還大的宇宙結(jié)構(gòu)是武仙-北冕座長城,它的寬度達到了100億光年。目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達到了930億光年。
這并不是宇宙的全部范圍,只是人類能夠觀測到的,宇宙到底有多大?現(xiàn)在科學(xué)家還在積極的研究和探索當(dāng)中,如果說我們的宇宙一直膨脹下去,那么我們永遠都無法找到宇宙的邊緣,因為宇宙膨脹的速度要比光速還快,目前人類的飛行速度連光速的十分之一都達不到,曾經(jīng)在46年前,科學(xué)家向太陽系外發(fā)射了旅行者1號和2號探測器,發(fā)射這兩個探測器的目的就是為了讓它們飛出太陽系,探索太陽系之外的奧秘,不過這么多年過去了,旅行者1號和2號并沒有完全飛出太陽系,科學(xué)家經(jīng)過研究得出,按照現(xiàn)在的飛行速度來看,它們想要飛出太陽系,至少需要上萬年的時間,這對于人類來說太漫長了。
而且根據(jù)愛因斯坦的理論我們能夠知道,任何有質(zhì)量的物體都沒有辦法達到光速,也不可能超越光速,既然如此,那么我們的飛行速度只能夠無限的解決光速,在這個情況下,我們不可能找到宇宙的邊緣,所以很多科學(xué)家感到非常絕望,如果我們找不到宇宙的邊緣,那么我們就無法解開宇宙誕生的奧秘,想要解開宇宙的秘密,我們必須走出宇宙,俗話說:不識廬山真面目,只緣身在此山中。由于我們在宇宙內(nèi)部,所以我們看不到宇宙的整體面貌,這就導(dǎo)致我們無法知道宇宙到底是什么樣子的?或許目前科學(xué)家對宇宙的認知都是錯誤的,如果我們能夠走出宇宙,或許能夠解開宇宙的終極奧秘。
不過現(xiàn)在看來,想要實現(xiàn)這一點真的是太困難了,不過有不少科學(xué)家認為,我們的宇宙不可能一直膨脹下去,它現(xiàn)在之所以會不斷的膨脹,是因為宇宙大爆炸之后產(chǎn)生的能量并沒有完全消耗完,如果有一天宇宙大爆炸產(chǎn)生的能量完全消耗完,那么我們的宇宙就會停止膨脹,它膨脹時的速度有多快,收縮時的速度就會有多快,最終宇宙會收縮成大爆炸之前的奇點,當(dāng)這個奇點受到外力的擾動,新的宇宙就誕生了,雖然在這只是科學(xué)家的猜測,但也是有一定道理的,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開宇宙的奧秘,對此,大家有什么想說的嗎?