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1 # 泥巴歐巴
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2 # 穴工言侖
現在科學家認為宇宙由暗能量、暗物質、和我們看到的物質組成。暗物質、暗能量佔絕大部分,我們能看到的物質僅佔極小的一部分。
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3 # 量子科學論
首先要知道地是:宇宙從誕生到現在組成的各個部分密度不停的在發生變化,在揭示這個問題之前,我想先說下關於宇宙起源的一些事,這也是大家很關心、很困惑地問題。大家有沒有發現每次一提到宇宙起源問題,我們都喜歡拿宇宙誕生38萬年後的微波背景輻射來說事!為什麼?
因為這是宇宙大爆炸後留給我們人類唯一的可觀測線索,宇宙誕生後38萬年前的事已經被暴漲抹平了,我們什麼也看不到,或者說那個時候宇宙處於不透明時期,沒有光子的輻射出來,我們根本看不到那個時期到底發生了什麼!所以關於背景輻射之前的事,目前都是理論推測,大家不要糾結起源問題,我們只需要耐心的等待科學家給我們解答。下面我們說宇宙的物質組成問題!
今天宇宙的組成部分和過於宇宙的組成部分我們今天擁有的宇宙,充滿了恆星、星系和星系團,它們聚集在一起,形成了一個美麗的宇宙結構網。
下面這張圖的左右各展示了今天的宇宙是由什麼構成的,以及宇宙微波背景輻射(宇宙38萬歲)發出時,宇宙是由什麼構成的。毫不奇怪,宇宙的組成完全不一樣。
宇宙發展過程中物質組成的變化是天文學和天體物理學共同揭示的最偉大的事情之一。
我們所需要知道的就是在任何時候(比如今天)宇宙中有什麼,我們先考慮以下幾個問題:
任何時候宇宙各組成部分的能量密度,
任何時候宇宙的膨脹率宇宙的年齡可觀測宇宙的大小組成宇宙的任何部分(輻射、原子、暗物質、暗能量)在任何時候都起到不同的作用自20世紀20年代以來,將宇宙的大小、年齡和膨脹率聯絡起來的方程式就已經廣為人知,這也是哈勃得出宇宙正在膨脹的結論的基礎。
講宇宙的發展程序快進到今天,我們知道了今天的宇宙有多少是由暗物質、暗能量、原子、中微子和光子構成的。下圖:
目前可觀測到的宇宙直徑為930億光年。但是,如果我們回到宇宙現在的大小的10%、1%或0.1%的時候,我們知道我們的宇宙是由暗能量、暗物質、正常物質(原子)、光子和中微子這五種物質組成的。
那麼這五種物質密度有什麼變化?它們在宇宙的發展中發揮著怎樣的作用?上圖中我們會發現暗能量的密度(目前密度最大)和過去一樣一直都沒有發生變化。(這就是為什麼暗能量有時被稱為宇宙常數),但是在過去一段時期,普通物質和暗物質的密度比暗能量和輻射的密度都大!當宇宙只有現在大小的10%,或者說直徑93億光年的時候,暗物質和正常物質是宇宙中最重要的能量形式,並且掌控著宇宙的膨脹方式!這也說明宇宙存在過減速時期。
但是再往回看,我們會發現光子,(在今天能量密度最低大約0.008%),不僅超過了中微子和暗能量,甚至在足夠早的時候也超過了正常物質和暗物質!說明在最早的時候宇宙由輻射能量掌控。
為什麼會這樣呢?
因為在過去,宇宙空間足夠小的時候,光子的波長也更短,這意味著輻射具有更多的能量!但是任何輻射(包括早期階段的中微子)在宇宙膨脹過程中失去能量的速度比任何物質(無論是暗物質還是正常物質)都要快。因為輻射和物質不僅密度被同時稀釋,而且輻射在膨脹的過程中波長會被拉長自身也會損失能量。
如果我們把所有這些能量形式放在一起,假設宇宙在任何時間的總能量是100%。我們會發現宇宙在任何給定的時間,是哪種能量形式主導的?在45億年左右,也就是地球剛剛形成的時期,暗能量才開始取代暗物質,成為宇宙中最重要的能量形式,這個時候宇宙已經是現在大小的2/3了!在此之前,物質主導宇宙,暗物質約佔宇宙的83%,而正常物質約佔宇宙的17%。從宇宙只有現在大小的1%(大約1000萬年的歷史)到暗能量接管宇宙這段時間,一直都是物質在掌管宇宙。
但是當宇宙更小的時候呢?輻射能量以光子和(稍弱一些)的中微子的形式存在,不僅重要,而且在足夠小的尺度上主宰著宇宙。直到宇宙膨脹把輻射能量稀釋到比物質密度還低的時候,輻射就把大權交給了物質。
宇宙微波背景發生在宇宙中一個重要的過渡時期,宇宙大約是目前大小的0.092%。在那個時候宇宙只有38萬年。中微子、光子、正常物質和暗物質都是宇宙能量的重要組成部分!
這就是宇宙發展的過程中掌管宇宙能量形式的變化過程。那麼宇宙未來會是什麼樣子?自從暗能量掌控宇宙以來,包括物質、暗物質、輻射都在隨著宇宙的膨脹不斷地稀釋,但暗能量密度從來不會發生變化,這將導致一個寒冷、荒涼、孤獨的未來。
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宇宙是什麼組成的,我覺得不能這麼說。
宇宙是個不斷膨脹的空間,並且這個空間是沒有邊界的,宇宙中有數千萬億的星系,還有那些看不到的暗能量,暗物質,以及大大小小的黑洞等等,只能說,只有人類目前沒發現的,沒有它宇宙所沒有的。
因此,不是構成了宇宙,而是宇宙衍生了這些有的,沒有的,由大爆炸理論便可知。
目前科學家發現在我們的宇宙外面還有其他的宇宙,在可觀測的宇宙中,已經有不計其數的了。