宇宙
一切空间、时间、物质和能量构成的总体 / 维基百科,自由的 encyclopedia
宇宙(英语:universe,拉丁语:universum)是所有的时间、空间[a]与其包含的内容物[8]所构成的统一体[9][10][11][12],宇是指空间,而宙是指时间;它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、亚原子粒子以及所有的物质与能量。目前人类可观测到的宇宙,其距离大约为93 × 109光年(28.5 × 109秒差距)[2],最大为27,160百万秒差距;而整个宇宙的大小,不太可能为无限大,宇宙有限时间形成,有限时间毁灭,大小科学根据有限,甚至多元宇宙有限,但未有定论[13]。物理理论的发展与对宇宙的观察,引领着人类进行宇宙构成与演化的推论。
可观测宇宙的对数表示。 著名的天文物体用中文标记。 | |
年龄 | 13.799 ± 0.021 x 109年[1] |
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直径 | 未知。可观测宇宙7026880000000000000♠8.8×1026 米,28.5 × 109秒差距(93 × 109光年)[2] |
物质(原有物质) | 至少1053公斤[3] |
平均密度(包含能量) | 9.9 x 10−30 g/cm3[4] |
平均温度 | 2.72548 K[5] |
主要成分 | 原有(重子)物质(4.9%) 暗物质(26.8%) 暗能量 (68.3%)[6] |
形状 | 扁平状,误差范围只有0.4%[7] |
根据历史记载,人类曾经提出宇宙学、天体演化学与科学模型,解释人们对于宇宙的观察。最早的理论为天动说,由古希腊哲学家与印度哲学家所提出[14][15]。数世纪以来,逐渐精确的天文观察,引领尼古拉·哥白尼提出以太阳系为主的地动说,以及经约翰尼斯·开普勒改良的开普勒定律;最终艾萨克·牛顿的牛顿万有引力定律解释了前述的理论。后来观察方法逐渐改良,引领人类意识到太阳系位于数十亿恒星所形成的星系,称为银河系;随后更发现,银河系只是众多星系之一。在最大尺度范围上,人们假定星系的分布平均,且各星系在各个方向之间的距离皆相同,这代表着宇宙既没有边缘,也没有所谓的中心。透过星系分布与谱线的观察,产生了许多现代物理宇宙学的理论。20世纪前期,人们发现到星系具有系统性的红移现象,表明宇宙正在膨胀;借由宇宙微波背景辐射的观察,表明宇宙具有起源[16]。最后,1990年代后期的观察,发现宇宙的膨胀速率正在加快[17],显示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨胀,称做暗能量。而宇宙的大多数质量则以一种未知的形式存在着,称做暗物质。
大爆炸理论是当前描述宇宙发展的宇宙学模型。ΛCDM模型推测宇宙年龄为7002137990000000000♠137.99±0.21 亿年。大爆炸产生了空间与时间,充满了定量的物质与能量;当宇宙开始膨胀时,物质与能量的密度也开始降低。在初期膨胀过后,宇宙开始大幅冷却,引发第一波亚原子粒子的组成,稍后则合成为简单的原子。这些原始元素所组成的巨大星云,借由重力结合起来形成恒星[1][18]。
目前有各种假说正竞相描述著宇宙的终极命运。物理学家与哲学家仍不确定在大爆炸前是否存在任何事物;许多人拒绝推测与怀疑大爆炸之前的状态是否可侦测。目前也存在各种多重宇宙论的说法,其中部分科学家认为可能存在着与现今宇宙相似的众多宇宙,而现今的宇宙只是其中之一[19][20]。