空间是平的还是弯曲的?宇宙的中心又在何处?看完恍然大悟

  • 日期:09-13
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2019-08-29 18: 09: 39天文在线

宇宙中有一个中心吗?

总而言之,不是。宇宙始于一个奇点(一个无限密度的无限小点),并在大爆炸时刻开始扩张。然而,宇宙大爆炸不是从太空中的某个点开始的普通爆炸。相反,空间本身正在扩张,宇宙中的一切都远离其他东西。

插图:哈勃超深地项目紫外线照射的一小部分遥远星系的图像。

现在我们观察到的宇宙是各向同性的;也就是说,它在所有方向看起来基本相同。一般来说,地球上任何视线的星系都以同样的方式分布。宇宙中没有“特殊偏好”方向,这表明宇宙中没有固定的中心。

插图:艺术家以太阳为中心的可观测宇宙的对数概念是太阳系的内外行星,柯伊伯带,奥尔特云,南门II,猎户座臂,银河系,仙女座星系,邻近的星系,宇宙纤维结构,宇宙微波辐射和边缘的隐形。大爆炸等离子。

可观察的宇宙略有不同。可观察的宇宙是我们可以观察到的宇宙区域,由自138亿年前的大爆炸以来的光传输距离来定义。但这并不意味着地球是宇宙的中心。如果你搬到100亿光年远的另一颗恒星,你仍然是你自己的中心,拥有截然不同的宇宙区域。

插图:可观察宇宙的模拟,处女座超级星团位于中心,但太小而无法看到。

空间是平的还是弯曲的?

局部空间曲率

根据爱因斯坦的广义相对论,大型物体可以扭曲周围的空间和时间,失真对物体的影响就是我们所说的重力。因此,在局部,空间和时间围绕每个质量对象弯曲。

总空间曲率

插图:宇宙形状的三种可能选择。

封闭的宇宙(顶部),开放的宇宙(中间),平坦的宇宙(底部) - 美国宇航局

质量也会影响宇宙的整体几何形状。宇宙中的物质和能量密度决定宇宙是开放的,封闭的还是平坦的。如果密度等于临界密度,那么宇宙的曲率为零并且他是平坦的。你可以想象,一个扁平的宇宙就像一张平坦的纸张,可以无限延伸到各个方向。如果宇宙的密度大于临界密度,则会有一个正曲率,形成一个可以想象为球体表面的封闭宇宙。如果宇宙的密度小于临界密度,它就形成一个开放的宇宙并具有负曲率,就像鞍形表面一样。

插图:不断扩大的宇宙。最远的星系移动得最快,因此它们经历了长度收缩,因此对于中心的观察者而言变得更小。

威尔金森各向异性探测器(WMAP)的测量表明,可观测宇宙的密度非常接近临界密度(0.4%边界的误差)。当然,可观测宇宙的范围比整个宇宙小许多个数量级。但是我们可以观察到的宇宙部分看起来很平坦。

图:WMAP三年数据的宇宙微波背景图像(2006年)。

相关的天文知识

宇宙是所有空间,时间和所有宇宙,包括行星,恒星,星系以及其他形式的物质和能量。因为整个宇宙的大小是未知的,但可以观察到可观察的宇宙。目前,估计直径为930亿光年。在各种多元宇宙假设中,宇宙是一个意外分离的大型多元宇宙的众多部分之一,它本身就包含空间,时间和内容。

图:宇宙中的每个磁盘都是银河系后的星系。

最古老的宇宙科学模型是由古希腊和印度哲学家发展起来的。地心说将地球视为宇宙的中心。几个世纪以来,更精确的天文观测使尼古拉斯哥白尼建立了日心系统模型,其中太阳是太阳系的中心。在制定万有引力定律时,艾萨克牛顿根据哥白尼的工作和第谷布拉赫和约翰尼斯开普勒的行星运动定律的观察,制定了万有引力定律。

参考

1. WJ百科全书

2.天文学术语

3. Snow Wolf Puya-skyandtelescope

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宇宙中有一个中心吗?

总而言之,不是。宇宙始于一个奇点(一个无限密度的无限小点),并在大爆炸时刻开始扩张。然而,宇宙大爆炸不是从太空中的某个点开始的普通爆炸。相反,空间本身正在扩张,宇宙中的一切都远离其他东西。

插图:来自哈勃超深场项目的紫外线照射的一小部分遥远星系的图像。

我们今天观察到的宇宙是一个相当各向同性的宇宙;也就是说,他看起来几乎都是一样的。一般来说,地球上任何视线的星系都以同样的方式分布。宇宙中没有“特殊偏好”,表明宇宙中没有固定的中心。

插图:艺术家以太阳为中心的可观测宇宙的对数尺度是太阳系中的行星和外行星,柯伊伯带,奥尔特云,南门II,猎户座臂,银河系,仙女座星系,邻近星系,宇宙纤维结构,宇宙微波辐射和边缘看不见的大型爆炸等离子体。

可观察的宇宙略有不同。可观察的宇宙是我们可以观察到的宇宙,由自138亿年前的大爆炸以来光的行进距离定义。但这并不意味着地球是宇宙的中心。如果你移动到超过100亿光年的另一颗恒星,你仍然是你自己的中心,具有截然不同的可观察宇宙。

插图:可观察宇宙的全尺寸模拟。处女座超级星系位于市中心,但它们太小而无法看到。

空间是平的还是弯曲的?

局部空间曲率

根据爱因斯坦的广义相对论,大型物体可以扭曲周围的空间和时间,失真对物体的影响就是我们所说的重力。因此,在局部,空间和时间围绕每个质量对象弯曲。

总空间曲率

插图:宇宙形状的三种可能选择。

封闭的宇宙(顶部),开放的宇宙(中间),平坦的宇宙(底部) - 美国宇航局

质量也会影响宇宙的整体几何形状。宇宙中的物质和能量密度决定宇宙是开放的,封闭的还是平坦的。如果密度等于临界密度,那么宇宙的曲率为零并且他是平坦的。你可以想象,一个扁平的宇宙就像一张平坦的纸张,可以无限延伸到各个方向。如果宇宙的密度大于临界密度,则会有一个正曲率,形成一个可以想象为球体表面的封闭宇宙。如果宇宙的密度小于临界密度,它就形成一个开放的宇宙并具有负曲率,就像鞍形表面一样。

插图:不断扩大的宇宙。最远的星系移动得最快,因此它们经历了长度收缩,因此对于中心的观察者而言变得更小。

威尔金森各向异性探测器(WMAP)的测量表明,可观测宇宙的密度非常接近临界密度(0.4%边界的误差)。当然,可观测宇宙的范围比整个宇宙小许多个数量级。但是我们可以观察到的宇宙部分看起来很平坦。

图:WMAP三年数据的宇宙微波背景图像(2006年)。

相关的天文知识

宇宙是空间,时间和其中的一切,包括行星,恒星,星系以及其他形式的物质和能量。由于整个宇宙的大小未知,可以测量可观测宇宙的大小,目前估计的直径为930亿光年。在各种多重宇宙假设中,宇宙是大型宇宙宇宙分离的许多部分之一,宇宙分离本身包含空间,时间和内容。

插图:宇宙中的每个圆盘都是一个接一个的“星系”

最古老的宇宙科学模型是由古希腊和印度哲学家发展起来的。地心说地球是宇宙的中心。几个世纪以来,更精确的天文观测使尼古拉斯哥白尼建立了以太阳为中心的日心说模型。在万有引力定律的发展过程中,艾萨克牛顿基于哥白尼的工作和第谷布拉赫和约翰尼斯开普勒对行星运动定律的观察,提出了万有引力定律。

参考

1.WJ百科全书

2.天文名词

3. Snow Wolf Puya - skyandtelescope

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