宇宙在加速膨脹,可為什麼宇宙還在形成天體並演化成星系呢?
三國演義開篇第一句話就說,…天下大勢,合久必分,分久必合。宇宙萬物之天下,更加大於小小地球上的人類社會的發展變化,也就更加符合「合久必分 分久必合」的辯證法。
萬有引力必然趨向於使宇宙天體逐漸相互聚集到一起,小的聚集成大的,再聚集成更大的,最後形成黑洞,甚至其它我們尚且不知的天體現象。可是,天體都是運動的,運動再很大程度上抵消了這一趨向,在相當範圍和時間段里,維持著恆星系和類似銀河系這樣尺度等級的天體存在。
至於超新星爆發這類現象,說明了又一種與萬有引力相反的物理機制的存在。有限的空間承載物質質量的能力是有限度的,超過了一定的物理限度(閾值)就會產生爆炸,從而重新分配和調整空間的物質分布和結構。這就是一種膨脹的現象,雖然只是單個恆星體級別的,但也未嘗不是更大尺度類似現象的具體而微。宇宙之大無奇不有,但任何可觀察和可研究的對象,其有限性都是其根本屬性。無限性的假設勢必把問題引入未知的深淵。在有限性這個前提下,分分合合就成為常態,萬事萬物各依序而動罷了。
宇宙中肯定是有引力,引力指的是物質間的相互作用力。這意味著只要是物質(反物質,暗物質我們不提,它們區別於我們的普通物質),都存在引力,只是或大或小而已。
宇宙通俗意義上的說法就是時間和空間,能量和物質的集合體。而我們能看見的繁星和我們自己周遭的世界,就是物質。它們間都有引力作用,月亮繞著地球轉,地球繞著太陽轉等等,都是引力的直接體現。
天體聚集,是星系這種恆星的集合體。比如星系的形成,這個看似簡單的問題,在天文科學裡卻是有很多理論的,它們各具特色。其中一種經典模型如下
說實話,星系形態各異,形成它的路徑是很多的,普遍的,諸如銀河系這種的,大多是太初黑洞的引力聚集,然後經過數十億年的演變,比如類星體就是一個演化階段,最後穩定下來的狀態就是銀河系。
而密度漲落,通俗的說就是大爆炸即便造就了宇宙的各向同性,把物質抹平的均勻一致,但總不可能每顆原子都等距排列吧,億萬年的時間相互作用力總能讓它們中的一小撮聚集,然後越長越大,引力的作用愈發明顯,這個過程有部分很像恆星在瀰漫的星際塵埃里孕育的過程。
總之,無論怎麼說,無論那種形成過程,它們都有引力的作用。所以是引力聚集成就了星河燦爛。
宇宙膨脹的話,和引力沒啥關係的,並不是有引力,宇宙就膨脹不了,只要某種「斥力」大於宇宙的總引力,宇宙照樣膨脹。
而關於這種斥力,就是愛因斯坦當年悔責的「宇宙項」,就是我們今天的宇宙學家普遍認為存在的暗能量,它占宇宙組成的70%多。宇宙膨脹,準確來說是加速膨脹。
這為啥?不知道,天文學家也不知道,但它確實是我們宇宙的現狀。科學家能做的,只是通過觀測數據來構建新理論來解釋,暗能量就是這樣誕生的。宇宙膨脹有很多證據,比如氦丰度,微波背景輻射,標準燭光等等。關於它們這裡不展開講了。
其實還有一個很貼近現實的宇宙膨脹證據,只是我們沒察覺,即便察覺了也不會思考現象背後的本質。這個證據就是——關於天空為什麼是黑的問題?也稱奧伯斯佯謬。
PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


※要完全理解愛因斯坦的相對論,都需要具備哪些物理和數學基礎?
※需要一艘飛船到太陽表面附近,需要什麼樣的材料才能抵擋住太陽表面的高溫?
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