关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越.如果上面可以的话.在我们视野所看到的宇宙内,发生那么几个有多大概率.如果真发生的
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/09/02 08:55:44
关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越.如果上面可以的话.在我们视野所看到的宇宙内,发生那么几个有多大概率.如果真发生的
关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.
虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越.
如果上面可以的话.在我们视野所看到的宇宙内,发生那么几个有多大概率.如果真发生的话,那么我们的视野应该发生这样的变化,那就是,在天空中的某颗星突然消失,同时在天空的某一角落发现一颗同样的星体突然出现.
再假设的话,如果我们地球或更大的范围有穿越过黑洞的话,那就更不可思议的现象发生了.如果地球以前有穿越过黑洞,那么我们也许有一天会发现天空中出现一个与地球结构相似(至少应该相似)的星球,但那星球或许正是我们住的地球在远久以前的影子.因为穿越虫洞,我们到了一个异常遥远的宇宙另一端,而我们地球发出的光,却在遥遥若干年之后才到达我们的所到的位置.
如果你觉得上面是错误的,请指出..
需要的能量可是惊人的.在我们所认识的宇宙中可能发生吗?
几率?
不要长篇论调,只要通俗易懂的解答.
--讨论的很精彩,继续--
关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越.如果上面可以的话.在我们视野所看到的宇宙内,发生那么几个有多大概率.如果真发生的
黑洞加白洞=虫洞.有的学者认为,黑洞与白洞时连在一起的,一个吸收物质,一个吐出物质.只不过这两个东西可能存在于不同的宇宙中,而虫洞就是两个宇宙的通道.白洞所的宇宙就婴儿宇宙和黑洞(虫洞)的解释:
落到黑洞中去已成为科学幻想中的恐怖一幕.现在黑洞已在事实上被说成是科学的现实,而非科学的幻想.正如我所要描述的,我们已有很强的理由预言黑洞必然存在.观测证据强烈地显示,在我们自身的银河系中有些黑洞,而在其他星系中则更多.
当然,科学幻想作家真正做到家的是,他们为你描述如果你真的掉到一颗黑洞中去将会发生什么.不少人认为,如果黑洞在旋转的话,你便可穿过时空的一个小洞而到宇宙的另一个区域去.这显然产生了空间旅行的可能性.如果我们要想到别的恒星,且不说到别的星系去的旅行在未来成为现实,这的确是我们梦寐以求的东西.否则的话,没有东西可比光旅行得更快的这一事实意味着,到最邻近的恒星的来回路途至少需要花八年时间.这就是到a---半人马座度周未所需要的时间!另一方面,如果人们能穿过一颗黑洞,就可在宇宙中任何地方重新出现.怎么选取你的目的还不很清楚,最初你也许想到处女座度假,而结果却到了蟹状星云.
我要非常遗憾地告诉你未来的星系旅行家们,这个场景是行不通的.如果你跳进一颗黑洞,就会被撕成粉碎.然而,在某种意义上,构成你身体的粒子会继续跑到另一个宇宙中去.我不清楚,某个黑洞中被压成意大利面条的人,如果得知他的粒子也许能存活的话,是否对他是很大的安慰.
尽管我在这里采用了稍微轻率的语气,这篇讲演却是基于可靠的科室作根据.我在这里讲的大部分现在已得到在这个领域作研究的其他科学家的赞同,尽管这是发生在新近的事.然而,这篇讲演的最后部分是根据还没有达成共识的最近的工作.它引起了巨大的兴趣和激动.
虽然我们现在称作黑洞的概念可以回溯到二百多年前,但是摵诙磾这个名字是晚到1967年才由美国物理学家约翰·惠勒提出来的.这真是一项天才之举:这个名字本身就保证黑洞进入科学幻想的神秘王国.为原先没有满意名字的某种东西提供确切的名字也刺激了科学研究.在科学中不可低估好名字的重要性.
尽我所知,首先讨论黑洞的是一位名叫约翰·米歇尔的剑桥人,他在1783年写了一篇有关的论文.他的思想如下:假设你在地球表面上向上点燃一颗炮弹.在它上升的过程中,其速度由于引力效应而减慢.它最终会停止上升而落回到地球上.然而,如果它的初速度大于某个临界值,它将永远不会停止上升并落回来,而是继续向外运动.这个临界速度称为逃逸速度大约为每秒七英里,太阳的逃逸速度大约为每秒一百英里.这两个速度都比实际炮弹的速度大,但是它们比起光速来就太小了,光速是每秒186000英里.这表明引力以未免的影响甚微,光可以毫无困难地从地球或太阳逃逸.可是,米歇尔推论道,也许可能有这样的一颗恒星,它的质量足够大而尺度足够小,这样它的逃逸速度就比光速还大.因为从该恒星表面发出的光会被恒星的引力场拉曳回去,所以它不能到达我们这里,因此我们不能看到这颗恒星.然而,我们可以根据它的引力场作用到附近物体上的效应检测到它的存在.
把光当作炮弹处理是不自治的.根据在1897年进行的一项实验,光线总是以恒常速度旅行.那么引力怎么能把光线减慢呢?直到1915年爱因斯坦提出广义相对论后,人们才有了引力对光线效应的自治理论.尽管如此,直到本世纪六十年代,人们才广泛意识到这个理论对老的恒星和其他重质量物体的含义.
根据广义相对论,空间和时间一起被认为形成称作时空的四维空间.这个空间不是平坦的,它被在它当中的物质和能量所畸变或者弯曲.在向我们传来的光线或者无线电波于太阳附近受到的弯折中可以观测到这种曲率.在光线通过太阳邻近的情形时,这种弯折就会厉害到这种程度,即从太阳表面发出的光线不能逃逸出来,它被太阳的引力场拉曳回去.根据相对论,没有东西可以比光旅行得更快,这样就存在一个任何东西都不能逃逸的区域.这个区域就叫做黑洞.它的边界称为事件视界.它是由刚好不能从黑洞逃出而只能停留在边缘上徘徊的光线形成的.
回答者:快跑廖海 - 助理 二级 5-11 20:28
我说是黑洞和虫洞应该是连在一起的.也就是说.黑洞就像是一个门.虫洞就是另个门.从黑洞进.在从虫洞出来.不过就是不明白进黑洞后是不是真的像人们说的一进去就出不来了呢.还是要经过什么强大的磁场在从虫洞洞出来呢.是不是这样的呢.希望有人能说下.谢谢
回答者:wuxingshuyu - 试用期 一级 5-13 20:05
60多年前,爱因斯坦提出了“虫洞”理论.那么,“虫洞”是什么呢?简单地说,“虫洞”是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺.
早在20世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上.
随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用.科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量.像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中.不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”.
据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,“负质量”可以用来控制“虫洞”.他们指出,“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”,使它们足以让太空飞船穿过.他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究,希望“虫洞”能实际用在太空航行上.
宇航学家认为,“虫洞”的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视.科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置.现在,人啾弧袄А痹诘厍蛏希?叫械阶罱?囊桓鲂窍担?枰?倌晔奔洌?悄壳叭死嗖豢赡馨斓降摹5?牵?蠢吹奶?蘸叫腥缡褂谩俺娑础保?敲匆凰布渚湍艿酱镉钪嬷幸T兜牡胤健?
据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求.“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”.
科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过.资料由different不同搜集
旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来.这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞.
白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接.一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙.或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行.总的来说,它们听起来很酷.
但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事.首先,虫洞几乎可以肯定不存在.正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在.特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞.如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来.你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方.
还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的.即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌.
最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的.贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率.当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦.虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的.
物 理 学 家 一 直 认 为 , 虫 洞 的 引 力 过 大 , 会 毁 灭 所 有 进 入 它 的 东 西 , 因 此 不 可 能 用 在 宇 宙 旅 行 之 上 .
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”.
虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道.
虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面.虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大.就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大.因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁.
虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量.只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开.
根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的.在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的.因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的.这个也就是虫洞的特殊性质之一.
我们先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙.
黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”大,成为十分的能量辐射.这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁.
在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞本身也不可能开启太久.虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消失.虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间.在如此短的“寿命”中,即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失,成为真正的四维时空组旅行者.
而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉.而在宇宙中,几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的.
虫洞的自然产生机制有两种:
其一,是黑洞的强大引力能;
其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子.这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞.这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合
资料由different不同搜集
虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的.
在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦
西解进行了几乎半个世纪的探索.包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗
姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果.我在这里将介绍
给大家的虫洞,也是史瓦西的后代.
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虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候.他们通
过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的.在这种情
况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就
是视界的地方是与原来的时空完全垂直的.在不是平坦的宇宙时空中,这种结构
就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一
个洞.这个洞可以是黑洞,也可以是白洞.而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也
就是一种特定的虫洞.
自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇.
我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——
罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即
爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞乃?冢?⑶冶环?涑鋈ァ?
当然,前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路,但是
虫洞的作用远不只如此.
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,
它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”.
虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为
一个突然出现在宇宙中的超空间管道.
虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面.虫洞通过这个分解面和
超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大.就好比在一个在平面中一条曲线
和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空
间相切,在这里时空曲率不是无限大.因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不
被巨大的引力所摧毁.
那么虫洞都有些什么性质呢?
利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得
到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述.这些描述十分重要,但是由于我们
研究的重要是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性
质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及.
虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中
的告诉火车.但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西
又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车.虫洞的存在,依赖于
一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量.只有负能量才可以维
持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开.当然,狄拉克在芬克尔
斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析
物理问题.同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因
为能量的表现形式和观测物体的速度有关.这个结论在膜规范理论中同样起到了
十分重要的作用.根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的.在物体以近光
速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的.因而以接近光速的
速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞
的.这个也就是虫洞的特殊性质之一.
但是虫洞并没有这么太平.前面说的是在安静的相对论中的虫洞,在暴躁的
量子理论中,虫洞的性质又有了十分重要的变化.
我们想先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙.
黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”
大,成为十分的能量辐射.这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁.
在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞
本身也不可能开启太久.虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消
失.虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间.在如此短的“寿命”中,
即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空
中消失,成为真正的四维时空组旅行者.
而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进
入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体
是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉.而在宇宙中,
几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,
因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的.
那么虫洞是如何产生的呢?
虫洞的自然产生机制有两种:
其一,是黑洞的强大引力能;
其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的
时空撕开一些小口子.些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些
十分小的虫洞.这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,
但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合.(资料由different不同搜集)
还有一些文章,你自己点击看:
本文地址http://tech.163.com/04/1101/17/144AAINI0009rt.html
关于虫洞的诗歌:
http://ziqu.netsh.com/bbs/665199/12/18242.html
科学上的看法:
http://218.108.46.75/hzwl/Article_Show.asp?ArticleID=241
什么是虫洞:
http://www.qglt.com/bbs/ReadFile?whichfile=35114&typeid=43
回答者:different不同 - 经理 五级 5-18 18:32
物质现象的总和.广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统.后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”.
2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果.根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁.2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁.地球的形成大约是距今45亿年.
词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》.“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点.“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间.战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙.”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一.后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界.与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面.《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近.
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos.它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序.但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe.此词与universitas有关.在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas.在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙.universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造.
宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测.在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的.公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山.古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河.古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹.
最早认识到大地是球形的是古希腊人.公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的.这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实.
公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说.这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转.为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动.地心说曾在欧洲流传了1000多年.1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星.1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性.1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础.在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念.
在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点.1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳.18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同.18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统.F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础.在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立.
18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统.而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统.此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在.
近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处.
宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期.《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程.在古希腊,也存在着类似的见解.例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界.
太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源.1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说.现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来.
1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图.罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说.1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应.这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生.对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的.
1917年,A.爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础.1922年,G.D.弗里德曼发现,根据爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的.前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙.1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年,哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律.这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持.20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射.1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言.从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型.1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型.这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实.
宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统.
层次结构 行星是最基本的天体系统.太阳系中共有九大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星.除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星——月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗.行星、小行星、彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系.太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米.太阳系的大小约120亿千米.有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统.2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系.银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去?则呈旋涡状.银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距