談談對宇宙的認識。
宇宙(Universe)在物理意義上被定義為所有的空間和時間(統稱為時空)及其內涵,包括各種形式的所有能量;
比如電磁輻射、普通物質、暗物質、暗能量等,其中普通物質包括行星、衛星、恒星、星系、星系團和星系間物質等。宇宙還包括影響物質和能量的物理定律,如守恒定律、經典力學、相對論等。
大爆炸理論是關於宇宙演化的現代宇宙學描述。根據這壹理論的估計,空間和時間在137.99±0.21億年前的大爆炸後壹同出現,隨著宇宙膨脹,最初存在的能量和物質變得不那麽密集。最初的加速膨脹被稱為暴脹時期,之後已知的四個基本力分離。
宇宙逐漸冷卻並繼續膨脹,允許第壹個亞原子粒子和簡單的原子形成。暗物質逐漸聚集,在引力作用下形成泡沫壹樣的結構,大尺度纖維狀結構和宇宙空洞。
巨大的氫氦分子雲逐漸被吸引到暗物質最密集的地方,形成了第壹批星系、恒星、行星以及所有的壹切。空間本身在不斷膨脹,因此當前可以看見距離地球465億光年的天體,因為這些光在138億年前產生的時候距離地球比當前更近。
雖然整個宇宙的大小尚不清楚,但可以測量可觀測宇宙的大小,估計其直徑為930億光年。在各種多重宇宙論中,壹個宇宙是壹個尺度更大的多重宇宙的組成部分之壹,各個宇宙本身都包括其所有的空間和時間及其物質。
隨著巡天觀測技術水平的逐步提高,人類不斷嘗試繪制整個宇宙的全貌。2021年1月14日,國家天文臺北京-亞利桑那巡天(BASS)團隊和暗能量光譜巡天(DESI)團隊聯合發布最新巨幅二維宇宙地圖。
宇宙暗能量
宇宙膨脹加速的原因仍然難以捉摸,這通常歸因於暗能量。暗能量是壹種被假設為滲入空間中的未知能量形式。在質能等價的基礎上,暗能量的密度(約7×10-30?g/cm?)比星系內普通物質或暗物質的密度要低得多。然而,在當前的暗能量時期,它主宰著宇宙的質能,並且它在空間之中是均勻的。
暗能量的兩種擬議形式是宇宙常數和標量場。宇宙常數以恒定的能量密度均勻的填充空間,標量場能量密度可能因時間和空間而動態變化。標量場的貢獻通常也包括在宇宙常數中。公示化表達的宇宙常數相當於真空能量。僅具有少量空間不均勻性的標量場將很難與宇宙學常數區分開。