宇宙是怎樣形成的 宇宙的形成過程

宇宙是所有時間、空間、物質的總和，我們這個物質世界的整體，是物理學和天文學的最大研究對象，形成宇宙的因素有哪些呢?以下是由小編整理關於宇宙是怎樣形成的內容，希望大家喜歡!

宇宙的形成

爆炸之初，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系，最終形成我們如今所看到的宇宙。

暴漲模型允許宇宙的物質和能量從無中產生。大統一理論認為，重子數允許不守恆，而宇宙中的引力能可粗略地說是負的，並精確地抵消非引力能，總能量為零，因此宇宙從無中演化是可能的。

「無」並非是絕對的虛無，真空能恰恰是一種特殊的物質和能量形式。如果進一步說真空能起源於「無」，那麼這個「無」也只能是一種未知的物質和能量形式。從現代物理學的觀點看，真空也可視為物質。

宇宙不論多麼巨大，作為一個有限的物質體系 ，也有其產生、發展和滅亡的歷史。暴漲模型認為宇宙中的物質與能量形式不是永恆的，把「無」作為一種未知的物質和能量形式，在認識論和方法論上有一定意義。

現代宇宙學不是晦澀無用的哲學思辯，而是建立在天文觀測、數學模型、物理實驗基礎上的現代科學，完全有能力認知宇宙的奧秘。天文學家們指出，大爆炸必然會發生，原因是「虛空」本質上是不穩定的，可以從量子力學和廣義相對論中推導出來。在量子力學的尺度，空間將不穩定，不再顯示平滑和連續，空間和時間失去穩定性，混雜形成時空的泡沫，微小的時空泡可以自發形成。量子化的時空產生漲落，宇宙產生於「虛空」。

宇宙的直徑和年齡

最新的研究認為宇宙的直徑可920億光年，甚至更大。

目前可觀測的宇宙年齡大約為138.2億年。

宇宙的形狀

目前的宇宙理論認為宇宙可能是類似馬鞍狀的負彎曲形狀，該理論源於宇宙大爆炸理論，整個宇宙的外形如同一個吹起的氣球，我們則生活在宇宙的「表面」。

同時，科學家也認為宇宙是平坦的，根據美國宇航局的調查，宇宙可能是平坦的，2013年的調查發現如果宇宙是平坦的，那麼誤差只有0.4%。

斯蒂芬·霍金表示，我們宇宙的形狀可能是一種難以置信的幾何圖形，更接近於超現實主義的藝術，如同荷蘭藝術家摩里茨·科奈里斯·埃舍爾創作的圖形一樣。

霍金的想法以弦理論為依據，而該理論目前仍然還處於假設之中，並未被驗證。如果用語言來形容宇宙的形狀，應該是整體呈現多重鑲嵌模式，具有無限重複出現的扭曲面，曲面間環環相扣，如同科奈里斯·埃舍爾創作的「圓形極限IV」圖案，也與美國工程師P.H. Smith創作的「史密斯圓圖」類似，體現出雙曲空間的概念，是一種非歐幾何的空間形態。

宇宙的層次結構

當代天文學的研究成果表明，宇宙是有層次結構的、不斷膨脹、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。

行星、小行星、彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉，構成太陽系。

太陽系外也存在其他行星系統。約2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系的直徑約10萬光年，太陽位於銀河系的一個旋臂中，距銀心約3萬光年。

銀河系外還有許多類似的天體系統，稱為河外星系，常簡稱星系。目前觀測到10億個星系。

星系聚集成大大小小的集團，叫星系團。平均而言，每個星系團約有百餘個星系，直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。

若干星系團集聚在一起構成的更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形，其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團，只有少數超星系團擁有幾十個星系團。

本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。