宇宙是萬物的總稱，是時間和空間的統(tǒng)一，是物質(zhì)世界，不依賴于人的意志而客觀存在，并處于不斷運(yùn)動和發(fā)展中。下面一起來看看9252兒童網(wǎng)小編為大家整理的宇宙科技的基礎(chǔ)知識，歡迎閱讀，僅供參考。

宇宙科技知識

1、宇宙年輕的時候是熾熱的

人們接受最為普遍的宇宙學(xué)模型是所謂的“宇宙大爆炸”。宇宙微波背景輻射(CMBR)的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)對此加以了證明。但是嚴(yán)格地說沒有人知道究竟是什么發(fā)生了“爆炸”，我們只是通過推論得知宇宙在誕生時候是無限熾熱的，并會隨著膨脹逐漸冷卻。 宇宙在膨脹剛開始幾分鐘的時候溫度大約是 10 億 K，1 秒鐘的時候溫度是 100 億 K。與之相比今天宇宙的平均溫度只有 2.725 K。

2、隨著年齡的增長，宇宙會變得越來越寒冷

對遙遠(yuǎn)星系的觀測表明，宇宙的膨脹在加速。這顯示宇宙會逐漸冷卻，并很有可能難逃“大凍結(jié)”的命運(yùn)。導(dǎo)致“大凍結(jié)”的原因是缺乏熱源(能量)，也被稱為“熱寂”。威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)對當(dāng)前宇宙的幾何結(jié)構(gòu)和密度所作的精確探測傾向這個結(jié)果。

3、宇宙的直徑超過 1500 億光年

當(dāng)前對整個宇宙寬度的估計大約是 1500 億光年。雖然不同年齡段的宇宙這一數(shù)值極為不一致，但是假如你考慮到宇宙在加速膨脹，就比較好理解。

4、宇宙誕生已有 137 億年

同樣值得注意的是這一數(shù)字的精確度已經(jīng)高于 1%。它是由研究小組從 WMAP 采集到的所有必需信息中得出的，而這些信息的來源是對宇宙微波背景輻射的探測。傳統(tǒng)方式也對此數(shù)據(jù)有貢獻(xiàn)，比如對特定放射性原子核豐度的測算。球狀星團(tuán)內(nèi)大多含有最古老的恒星，對這些星團(tuán)的觀測結(jié)果也指向相近結(jié)果。

5、地球不平坦，但宇宙是平坦的

基于愛因斯坦的廣義相對論，宇宙的存在形式可能會有三種：開放、閉合或平坦。同樣是 WMAP ，它對 CMBR 的觀測結(jié)果證明——宇宙是平坦的。這種幾何結(jié)構(gòu)和其不可見的固有本性即所謂的暗能量，共同導(dǎo)致了宇宙的最終命運(yùn)——“大凍結(jié)”。

6、宇宙的結(jié)構(gòu)

在最大的結(jié)構(gòu)上，宇宙是由纖維狀結(jié)構(gòu)、巨洞、超星系團(tuán)、星系群和星系團(tuán)組成的。超星系團(tuán)由星系群和星系團(tuán)組成。超星系團(tuán)可以是“壁”的一部分，而“壁”是纖維狀結(jié)構(gòu)的一部分。　　巨大而空曠的空間被稱為“巨洞”。根據(jù)對 CMBR 的探測，在宇宙發(fā)展的極早期階段，宇宙不同方向的溫度有細(xì)微不同，這些不同最終使物質(zhì)在宇宙的某些部分聚集成團(tuán)，而其它部分變得相當(dāng)空曠。

7、宇宙的很大一部分是由我們無法看到的東西構(gòu)成的

通過不同波長的電磁光譜，如無線電波、紅外線、X光線以及可見光，我們可以看到看到宇宙的很大一部分。但是不幸的是，更大部分的宇宙，無論我們用什么頻率都無法看到。引力透鏡、溫度分布、星系的軌道速度和自轉(zhuǎn)速度等現(xiàn)象都表明可能存在著一種下落不明的物質(zhì)。明確地說，這些觀測結(jié)果都顯示有暗物質(zhì)存在。另一種不可見的實(shí)體本性是所謂的暗能量，它被認(rèn)為是星系加速遠(yuǎn)去的原因。

8、每個星系都在以最快的速度互相遠(yuǎn)離

星系都在加速互相遠(yuǎn)離。實(shí)際上，根據(jù)最新的數(shù)據(jù)，有人相信宇宙可能會以“大撕裂”告終。屆時每一個原子都會分崩離析。這個理論源自觀測到的宇宙加速膨脹。持這樣徹底大災(zāi)難命運(yùn)觀點(diǎn)的科學(xué)家相信，這種膨脹永遠(yuǎn)都不會停止，因此一切都會四分五裂。

9、要更深刻地了解宇宙，我們必須對比原子還小的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究

自打宇宙學(xué)家開始用大爆炸模型在時間上追溯遠(yuǎn)古事件，他們專注宏觀宇宙的目光便開始投向越來越小的空間。他們知道，隨著對過去的推論不斷深入，他們越來越接近一個極熱、極密、極小，而且擁有極端高能的宇宙?！　∵@樣的環(huán)境顯然存在于對微觀世界進(jìn)行研究的粒子物理領(lǐng)域。所以，在最新的研究中，宇宙學(xué)和粒子物理開始不可避免地進(jìn)行合作。

10、宇宙沒有中心

宇宙沒有中心。星系的中心并不是宇宙的中心，因?yàn)樾窍挡⒎鞘钦麄€宇宙。宇宙沒有中心。每個星系都在互相遠(yuǎn)離。

宇宙是如何形成的?

1.科學(xué)家認(rèn)為它起源為137億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙邊緣的光到達(dá)地球要花120億年到150億年的時間。大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游，由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的，我們的太陽就是這無數(shù)恒星中的一顆。原本人們想象宇宙會因引力而不在膨脹，但是，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種 “暗能量”會產(chǎn)生一種斥力而加速宇宙的膨脹。

2.宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右，奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。

3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的溫度大約為1000億度。物質(zhì)存在的主要形式是電子、光子、中微子。以后，物質(zhì)迅速擴(kuò)散，溫度迅速降低。大爆炸后1秒鐘，下降到100億度。大爆炸后14秒，溫度約30億度。35秒后，為3億度，化學(xué)元素開始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙間彌漫著氣體云。他們在引力的作用下，形成恒星系統(tǒng)，恒星系統(tǒng)又經(jīng)過漫長的演化，成為今天的宇宙。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年齡是多少?

宇宙是萬物的總稱，是時間和空間的統(tǒng)一。從最新的觀測資料看，人們已觀測到的離我們最遠(yuǎn)的星系是130億光年。也就是說，如果有一束光以每秒30萬千米的速度從該星系發(fā)出，那么要經(jīng)過130億年才能到達(dá)地球。根據(jù)大爆炸宇宙模型推算，宇宙年齡大約200億年。

宇宙的創(chuàng)生

1.有些宇宙學(xué)家認(rèn)為，暴漲模型最徹底的改革也許是觀測宇宙中所有的物質(zhì)和能量從無中產(chǎn)生的觀點(diǎn)，這種觀點(diǎn)之所以在以前不能為人們接受，是因?yàn)榇嬖谥S多守恒定律，特別是重子數(shù)守恒和能量守恒。但隨著大統(tǒng)一理論的發(fā)展，重子數(shù)有可能是不守恒的，而宇宙中的引力能可粗略地說是負(fù)的，并精確地抵消非引力能，總能量為零。因此就不存在已知的守恒律阻止觀測宇宙從無中演化出來的問題。這種“無中生有”的觀點(diǎn)在哲學(xué)上包括兩個方面：①本體論方面。如果認(rèn)為“無”是絕對的虛無，則是錯誤的。這不僅違反了人類已知的科學(xué)實(shí)踐，而且也違反了暴漲模型本身。按照該模型，我們所研究的觀測宇宙僅僅是整個暴漲區(qū)域的很小的一部分，在觀測宇宙之外并不是絕對的“無”。這種真空能恰恰是一種特殊的物質(zhì)和能量形式，并不是創(chuàng)生于絕對的“無”。如果進(jìn)一步說這種真空能起源于“無”，因而整個觀測宇宙歸根到底起源于“無”，那么這個“無”也只能是一種未知的物質(zhì)和能量形式。②認(rèn)識論和方法論方面。暴漲模型所涉及的宇宙概念是自然科學(xué)的宇宙概念。這個宇宙不論多么巨大，作為一個有限的物質(zhì)體系 ，也有其產(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的歷史。暴漲模型把傳統(tǒng)的大爆炸宇宙學(xué)與大統(tǒng)一理論結(jié)合起來，認(rèn)為觀測宇宙中的物質(zhì)與能量形式不是永恒的，應(yīng)研究它們的起源。它把“無”作為一種未知的物質(zhì)和能量形式，把“無”和“有”作為一對邏輯范疇，探討我們的宇宙如何從“無”——未知的物質(zhì)和能量形式，轉(zhuǎn)化為“有”——已知的物質(zhì)和能量形式，這在認(rèn)識論和方法論上有一定意義。

2. 宇宙是如何起源的?空間和時間的本質(zhì)是什么?這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。

“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。

宏觀宇宙是相對無限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢?

人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動速度都是不同的，在宇宙范圍，時間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢?

1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。

宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會逐漸減弱，那些運(yùn)動速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。

導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個中心按圓形軌跡運(yùn)動的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動的，前方比銀河系小的星系;后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測儀器才能看到更多的紫移星系。

宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對平衡的狀態(tài)不會改變。僅憑從地球角度觀測到的部分(不是全部)可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。

1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計宇宙膨脹速率的辦法計算宇宙年齡時，得出一個80～120億年的年齡計算值。然而根據(jù)對恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。

1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。

至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。

大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢?德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時，宇宙就會進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局。

根據(jù)天文觀測資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動規(guī)律可以推斷整個宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。

奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動形式。這種螺旋現(xiàn)象對于認(rèn)識宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個大旋渦。因此，確立一個“螺旋運(yùn)動形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動方式從一個中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形態(tài)。