宇宙的诞生和演化

浩瀚的宇宙是一个看不到边际的太空世界，也是古往今来太空中所有星球及飘浮在空中的一切尘埃的总称，是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体。我们熟悉的太阳、月亮、地球都是宇宙中微不足道的一分子。

宇宙大爆炸

大家一定非常好奇，神秘的宇宙究竟是怎样形成的。

关于这一问题，科学家们提出了种种假说，其中以宇宙大爆炸理论最为流行。该假说认为，距今 137亿年前，宇宙中的一切物质密集地集中在一起，密度很大，温度极高，在某种条件下，发生了一次大爆炸。爆炸开始是高温阶段，宇宙中只有中子、电子、中微子等基本粒子形态的物质，它们形成了一个原初火球。这个火球迅速向四周膨胀，并且温度和密度不断下降。当温度降至一定程度时，宇宙中开始形成化学元素，接着宇宙物质产生等离子体等状态。当温度下降到几千摄氏度时，等离子体复合成一般的气体。当温度再下降时，气体物质渐渐凝聚成星云，然后凝缩成各种星体，就形成了现在的总星系。

宇宙膨胀

1929年，美国天文学家哈勃对多个星系进行了全面的观测和深入的研究。他发现这些星系大多存在明显的红移现象（物体的电磁辐射由于某种原因波长增加，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离）。根据物理学中的多普勒效应，这些星系在朝远离我们的方向奔去，即所谓的退行。而且，哈勃发现这些星系退行的速度与它们的距离成正比（比值为哈勃常数）。也就是说，离我们越远的星系，其退行速度越快。这种观测事实表明宇宙在膨胀着。

宇宙的未来

宇宙的命运如何对人类其实没有实际的影响，因为它发生在遥远的未来。尽管如此，对宇宙命运问题的思考就像对宇宙的起源问题的探究一样，从来未曾停止。

科学家认为宇宙的最终命运取决于两种相反力量长时间“拔河比赛”的结果：一种力量是宇宙的膨胀，在过去的 100多亿年里，宇宙的扩张一直在使星系之间的距离拉大；另一种力量则是这些星系和宇宙中所有其他物质之间的万有引力，它会使宇宙扩张的速度逐渐放慢。如果万有引力足以使扩张最终停止，宇宙注定将会坍塌，最终变成一个大火球——“大崩坠”；如果万有引力不足以阻止宇宙的持续膨胀，它将最终变成一个漆黑寒冷的世界。

科学家还指出，决定宇宙未来命运的不仅仅是宇宙的扩张和万有引力，还有宇宙的总质量。因为在物质互相飞离时，它们之间的吸引力起到了“刹车”的作用。如果这个“刹车”作用较弱，那么尽管宇宙的膨胀速度变慢，但永远不会停顿下来。与此相反，在物质足够充分的情况下，宇宙的膨胀速度会越来越慢，一直到零（刹住）为止。随后，物质之间的吸引力会重新使宇宙回缩，最终，宇宙的密度将逐渐增大。有科学家认为，宇宙最终或许会收缩成一个炽热的小火球，如同大爆炸之前那样。假如宇宙现在开始收缩，最初速度很慢，难以察觉，然后逐渐加快，在 1200亿年后，宇宙将收缩成为一个点。

课后精练

1.宇宙大爆炸理论最初是由　　　　提出的，该理论认为宇宙诞生于　　　　年前。

2.科学家预测，宇宙未来会　　　　、　　　　。

3.宇宙膨胀是（　）发现的，为（　）提供了有力证据。

A.霍金 　宇宙大爆炸 B.伽利略　万有引力　

C.哈勃　 宇宙大爆炸 D.哈勃　万有引力

4.（　）使星系之间的距离拉大，（　）使星系之间的距离缩小。

A.万有引力　宇宙大爆炸　　 B.宇宙膨胀　万有引力

C.宇宙大爆炸　万有引力　　 D.宇宙膨胀　宇宙大爆炸

答案

1.比利时天文学家勒梅特　137亿　2.一直收缩，最终坍塌　一直膨胀下去，变成一个漆黑寒冷的世界　3.C　4.B