宇宙
行星、恆星、星系、所有物質和能量的總體 / 維基百科,自由的 encyclopedia
宇宙(英語:universe,拉丁語:universum)是所有的時間、空間[a]與其包含的內容物[8]所構成的統一體[9][10][11][12],宇是指空間,而宙是指時間;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為93 × 109光年(28.5 × 109秒差距)[2],最大為27,160百萬秒差距;而整個宇宙的大小,不太可能為無限大,宇宙有限時間形成,有限時間毀滅,大小科學根據有限,甚至多元宇宙有限,但未有定論[13]。物理理論的發展與對宇宙的觀察,引領著人類進行宇宙構成與演化的推論。
可觀測宇宙的對數表示。 著名的天文物體用中文標記。 | |
年齡 | 13.799 ± 0.021 x 109年[1] |
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直徑 | 未知。可觀測宇宙7026880000000000000♠8.8×1026 米,28.5 × 109秒差距(93 × 109光年)[2] |
物質(原有物質) | 至少1053公斤[3] |
平均密度(包含能量) | 9.9 x 10−30 g/cm3[4] |
平均溫度 | 2.72548 K[5] |
主要成分 | 原有(重子)物質(4.9%) 暗物質(26.8%) 暗能量 (68.3%)[6] |
形狀 | 扁平狀,誤差範圍只有0.4%[7] |
根據歷史記載,人類曾經提出宇宙學、天體演化學與科學模型,解釋人們對於宇宙的觀察。最早的理論為天動說,由古希臘哲學家與印度哲學家所提出[14][15]。數世紀以來,逐漸精確的天文觀察,引領尼古拉·哥白尼提出以太陽系為主的地動說,以及經約翰尼斯·克卜勒改良的克卜勒定律;最終艾薩克·牛頓的牛頓萬有引力定律解釋了前述的理論。後來觀察方法逐漸改良,引領人類意識到太陽系位於數十億恆星所形成的星系,稱為銀河系;隨後更發現,銀河系只是眾多星系之一。在最大尺度範圍上,人們假定星系的分布平均,且各星系在各個方向之間的距離皆相同,這代表著宇宙既沒有邊緣,也沒有所謂的中心。透過星系分布與譜線的觀察,產生了許多現代物理宇宙學的理論。20世紀前期,人們發現到星系具有系統性的紅移現象,表明宇宙正在膨脹;藉由宇宙微波背景輻射的觀察,表明宇宙具有起源[16]。最後,1990年代後期的觀察,發現宇宙的膨脹速率正在加快[17],顯示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨脹,稱做暗能量。而宇宙的大多數質量則以一種未知的形式存在著,稱做暗物質。
大霹靂理論是當前描述宇宙發展的宇宙學模型。ΛCDM模型推測宇宙年齡為7002137990000000000♠137.99±0.21 億年。大霹靂產生了空間與時間,充滿了定量的物質與能量;當宇宙開始膨脹時,物質與能量的密度也開始降低。在初期膨脹過後,宇宙開始大幅冷卻,引發第一波次原子粒子的組成,稍後則合成為簡單的原子。這些原始元素所組成的巨大星雲,藉由重力結合起來形成恆星[1][18]。
目前有各種假說正競相描述著宇宙的終極命運。物理學家與哲學家仍不確定在大霹靂前是否存在任何事物;許多人拒絕推測與懷疑大霹靂之前的狀態是否可偵測。目前也存在各種多重宇宙論的說法,其中部分科學家認為可能存在著與現今宇宙相似的眾多宇宙,而現今的宇宙只是其中之一[19][20]。