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宇宙12个有趣事实:太阳是绿色的 宇宙没有开始

2018年02月13日 09:09:51  来源:转载  编辑:大侠

浩翰宇宙充满着无尽的神秘,至今一些宇宙现象和物质仍让科学家们无法解释。这里有关于宇宙的十个有趣事实,不知你是否都了解?

宇宙年轻的时候是炽热的

人们接受最为普遍的宇宙学模型是所谓的“宇宙大爆炸”。宇宙微波背景辐射(CMBR)的发现已经对此加以了证明。但是严格地说没有人知道究竟是什么发生了“爆炸”,我们只是通过推论得知宇宙在诞生时候是无限炽热的,并会随着膨胀逐渐冷却。

宇宙在膨胀刚开始几分钟的时候温度大约是 10 亿 K,1 秒钟的时候温度是 100 亿 K。与之相比今天宇宙的平均温度只有 2.725 K。

随着年龄的增长,宇宙会变得越来越寒冷

对遥远星系的观测表明,宇宙的膨胀在加速。这显示宇宙会逐渐冷却,并很有可能难逃“大冻结”的命运。

导致“大冻结”的原因是缺乏热源(能量),也被称为“热寂”。威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)对当前宇宙的几何结构和密度所作的精确探测倾向这个结果。

宇宙的直径超过 1500 亿光年

当前对整个宇宙宽度的估计大约是 1500 亿光年。虽然不同年龄段的宇宙这一数值极为不一致,但是假如你考虑到宇宙在加速膨胀,就比较好理解。

宇宙诞生已有 137 亿年

同样值得注意的是这一数字的精确度已经高于 1%。它是由研究小组从 WMAP 采集到的所有必需信息中得出的,而这些信息的来源是对宇宙微波背景辐射的探测。


传统方式也对此数据有贡献,比如对特定放射性原子核丰度的测算。球状星团内大多含有最古老的恒星,对这些星团的观测结果也指向相近结果。

地球不平坦,但宇宙是平坦的

基于爱因斯坦的广义相对论,宇宙的存在形式可能会有三种:开放、闭合或平坦。同样是 WMAP ,它对 CMBR 的观测结果证明——宇宙是平坦的。

这种几何结构和其不可见的固有本性即所谓的暗能量,共同导致了宇宙的最终命运——“大冻结”。

宇宙的大尺度结构

在最大的结构上,宇宙是由纤维状结构、巨洞、超星系团、星系群和星系团组成的。超星系团由星系群和星系团组成。超星系团可以是“壁”的一部分,而“壁”是纤维状结构的一部分。

巨大而空旷的空间被称为“巨洞”。根据对 CMBR 的探测,在宇宙发展的极早期阶段,宇宙不同方向的温度有细微不同,这些不同最终使物质在宇宙的某些部分聚集成团,而其它部分变得相当空旷。

宇宙的很大一部分是由我们无法看到的东西构成的

通过不同波长的电磁光谱,如无线电波、红外线、X 线以及可见光,我们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,无论我们用什么频率都无法看到。

引力透镜、温度分布、星系的轨道速度和自转速度等现象都表明可能存在着一种下落不明的物质。明确地说,这些观测结果都显示有暗物质存在。另一种不可见的实体本性是所谓的暗能量,它被认为是星系加速远去的原因。

宇宙没有中心

宇宙没有中心。星系的中心并不是宇宙的中心,因为星系并非是整个宇宙。宇宙没有中心。每个星系都在互相远离。


每个星系都在以最快的速度互相远离

星系都在加速互相远离。实际上,根据最新的数据,有人相信宇宙可能会以“大撕裂”告终。届时每一个原子都会分崩离析。

这个理论源自观测到的宇宙加速膨胀。持这样彻底大灾难命运观点的科学家相信,这种膨胀永远都不会停止,因此一切都会四分五裂。

要更深刻地了解宇宙,我们必须对比原子还小的结构进行研究

自打宇宙学家开始用大爆炸模型在时间上追溯远古事件,他们专注宏观宇宙的目光便开始投向越来越小的空间。他们知道,随着对过去的推论不断深入,他们越来越接近一个极热、极密、极小,而且拥有极端高能的宇宙。

这样的环境显然存在于对微观世界进行研究的粒子物理领域。所以,在最新的研究中,宇宙学和粒子物理开始不可避免地进行合作。

太阳是绿色的

 你在夜空中所观测到的每一颗恒星可能都比太阳更大更明亮。在5000多颗亮度超过第六等级的恒星中,只有少数大小和亮度和太阳相等,其余的都要更大更明亮。

在500个亮度超过第四等级的恒星中(这包括几乎所有肉眼可见的恒星),所有恒星基本都比太阳更大更明亮。在地球上人类肉眼可见的最明亮的50颗恒星中,明亮度最低的是半人马座阿尔法星,但它仍比太阳明亮1.5倍,即便如此在地球北半球大部分地区观测它都非常困难。

在黑暗的夜晚你无法看到上百万颗恒星。无论商业广告、诗歌或者歌曲是如何描绘的,在地球任何地方都无法看到上百万颗恒星。这是因为它们距离地球不够近,且自身亮度也不足。在条件非常好的夜晚,既没有月亮也远离任何光源,视力极好的人一次也只能最多看见2000-2500颗星。

红色代表炙热,而蓝色代表冰冷——这一概念是错误的!我们往往认为红色的事物是炙热的,而蓝色则是凉爽的。这是可以理解的,因为红色发光的壁炉是炙热的,而冰,尤其是在冰川和极地地区,颜色则接近蓝色。

然而我们这么说是因为日常的经历是很有限的。事实上,随着温度的改变加热物体的颜色也会发生变化,红色代表了加热物体在可见光下能够发光的最低温度。随着温度越来越高,颜色会逐渐变成白色最终变成蓝色。因此天空中红色的恒星是“最冷的”,而蓝色的才是最炙热的


恒星是黑色天体。黑色天体可以100%吸收落入它的电磁波辐射(包括光、无线电波等)。一个简单的比喻便是一个内部被刷成黑色的砖炉,唯一的开口便是一扇小窗户。所有透过窗户照射进来的光都被砖炉吸收,外侧没有反射任何光,简言之它是个完美的吸收者,这一原理也同样适用于恒星。

然而,这只是说黑色天体会吸收所有照射在它上面的辐射能量,并不影响它再次释放能量。对恒星来说,它会吸收所有落入它的辐射,同时会向太空释放比吸收的更多的辐射。

极端紫外线下的太阳呈现伪色绿色。人眼无法看见这个波长

并没有绿色的恒星。尽管有谣言称有的恒星看似绿色,包括氐宿四(Zuben Eschamali),但大多数观测者尚未发现任何恒星是绿色的,这种颜色只可能是望远镜产生的光学效应,或者个人视觉和对比度的特殊怪癖。恒星会释放光谱,包括绿色,但是人眼-大脑的联系机制会将颜色混合,从而导致很少看见绿色。

一个颜色在整个辐射中占主导地位,但在恒星的波长和密度范围内,绿色会与其它颜色相混合,使得恒星看起来更像白色。对恒星来说,从低温到高温一般的颜色顺序依次为红色、橙色、黄色、白色和蓝色。因此从人眼可以辨别的角度看,并不存在绿色的恒星。

我们的太阳是颗绿色的恒星。太阳是一颗绿色的恒星,更准确来说,是一颗绿色-蓝色恒星,它的峰值波长位于光谱绿色和蓝色的过渡区。这一事实非常重要,因为恒星的温度与它释放的最主要波长的颜色有关。

对太阳而言,它的表面温度为5800k,相当于波长为500纳米,也就是绿色-蓝色。然而,正如第五点所述,当周围有其它颜色时人眼会很难看到这个颜色,因此太阳的颜色看起来像是白色甚至是黄白色。

太阳是一颗矮恒星。我们总认为太阳是一颗“正常”恒星,从很多方面看它的确如此,但事实上它是一颗矮恒星。你可能听过白矮星,但它并非一颗正常恒星,而是死亡恒星的尸体。因此,除了“正常”恒星(就是可以通过可持续的稳定氢聚变而产生自身能量的天体),还存在“矮恒星”,“巨星”和“超巨星”。巨星和超巨星代表了恒星的终结阶段(年老),而大多数恒星都处于进化的漫长的成熟期,统称为矮恒星。虽然它们大小各不相同,但整体来说比矮恒星要更小,因此有时候也被称为黄矮星


 恒星并不会闪烁。恒星看起来在闪烁,尤其是当它们靠近视平线时。例如有一颗恒星天狼星,它闪烁和闪耀是如此频繁以至于有些人认为它是UFO。事实上,闪烁并不是恒星的特性,而是地球混乱大气层的特性。当恒星的光穿透地球大气层时,尤其是当恒星靠近视地平线时,它必须经过很多层密度不一的大气层。这会对光产生轻微的影响。光会最终到达人眼,但是光的每次偏移都会导致它的颜色和密度发生轻微的变化,从而产生恒星“闪烁”的假象。

宇宙没有开始 有趣的彩虹引力理论

彩虹引力认为引力对宇宙的影响在不同光线波长情况下存在差异

 

 科学家指出彩虹引力理论突出了大爆炸理论存在的缺陷,后者认为宇宙诞生于大约138亿年前,当时一个密度无限大的点——被称之为“奇点”——发生爆炸

一些科学家认为如果让时间倒流,宇宙的密度将不断提高,接近无限大,但永远不会达到无限大,宇宙并没有大爆炸理论认为的奇点。这种想法是所谓的“彩虹引力”的一种可能结果。彩虹引力理论虽然并没有被物理学家广泛接受,但很多人认为它不失为一项很有趣的理论。

彩虹引力理论的名字来自于这样一种观点,即引力对宇宙的影响在不同光线波长情况下存在差异,而彩虹正是由不同波长光线组成。10年前,科学家提出彩虹引力理论,试图调和广义相对论与量子力学理论之间的差异。

科学家指出彩虹引力理论突出了大爆炸理论存在的缺陷,后者认为宇宙诞生于大约138亿年前,当时一个密度无限大的点——被称之为“奇点”——发生爆炸。根据爱因斯坦的广义相对论,巨型天体能够扭曲时空。这也就意味着,穿过这个时空的任何物体——包括光线在内——都要沿着一条弯曲的轨迹移动。


1922年,亚历山大-弗里德曼得出大爆炸理论的方程式。弗里德曼从爱因斯坦的广义相对论方程式着手,最后发现了这些方程式的解法。广义相对论认为宇宙开始于一种高密度和高温状态。埃及泽维尔科技城理论物理学中心的埃德-阿瓦德表示:“根据彩虹引力理论,不同能量的粒子实际上会看到不同的时空,不同的引力场。”

科学家在《宇宙学与天体物理学学报》上发表文章称,宇宙的两种可能的演化立基于对彩虹引力影响进行解读时存在的些许差异。一种结果是,如果你让时间倒流,宇宙的密度将不断提高,接近无限大,但永远不会达到无限大。另一种想定中,宇宙达到极高的密度,但这种密度是有限的,随后处于稳定状态。阿瓦德教授指出在这两种想定中,在宇宙中追踪物质和光线的轨迹并不会让我们回到无限小的原点,也就是大爆炸。科学家计划在未来几年时间里研究伽玛射线大爆发和其他宇宙事件,寻找彩虹引力影响的迹象

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