宇宙是怎样形成的 宇宙的形成过程

宇宙是所有时间、空间、物质的总和，我们这个物质世界的整体，是物理学和天文学的最大研究对象，形成宇宙的因素有哪些呢?以下是由小编整理关于宇宙是怎样形成的内容，希望大家喜欢!

宇宙的形成

爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。

暴涨模型允许宇宙的物质和能量从无中产生。大统一理论认为，重子数允许不守恒，而宇宙中的引力能可粗略地说是负的，并精确地抵消非引力能，总能量为零，因此宇宙从无中演化是可能的。

“无”并非是绝对的虚无，真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式。如果进一步说真空能起源于“无”，那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。从现代物理学的观点看，真空也可视为物质。

宇宙不论多么巨大，作为一个有限的物质体系 ，也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型认为宇宙中的物质与能量形式不是永恒的，把“无”作为一种未知的物质和能量形式，在认识论和方法论上有一定意义。

现代宇宙学不是晦涩无用的哲学思辩，而是建立在天文观测、数学模型、物理实验基础上的现代科学，完全有能力认知宇宙的奥秘。天文学家们指出，大爆炸必然会发生，原因是“虚空”本质上是不稳定的，可以从量子力学和广义相对论中推导出来。在量子力学的尺度，空间将不稳定，不再显示平滑和连续，空间和时间失去稳定性，混杂形成时空的泡沫，微小的时空泡可以自发形成。量子化的时空产生涨落，宇宙产生于“虚空”。

宇宙的直径和年龄

最新的研究认为宇宙的直径可920亿光年，甚至更大。

目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。

宇宙的形状

目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似马鞍状的负弯曲形状，该理论源于宇宙大爆炸理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。

同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦的，2013年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。

斯蒂芬·霍金表示，我们宇宙的形状可能是一种难以置信的几何图形，更接近于超现实主义的艺术，如同荷兰艺术家摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创作的图形一样。

霍金的想法以弦理论为依据，而该理论目前仍然还处于假设之中，并未被验证。如果用语言来形容宇宙的形状，应该是整体呈现多重镶嵌模式，具有无限重复出现的扭曲面，曲面间环环相扣，如同科奈里斯·埃舍尔创作的“圆形极限IV”图案，也与美国工程师P.H. Smith创作的“史密斯圆图”类似，体现出双曲空间的概念，是一种非欧几何的空间形态。

宇宙的层次结构

当代天文学的研究成果表明，宇宙是有层次结构的、不断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

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。

太阳系外也存在其他行星系统。约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。银河系的直径约10万光年，太阳位于银河系的一个旋臂中，距银心约3万光年。

银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星系。目前观测到10亿个星系。

星系聚集成大大小小的集团，叫星系团。平均而言，每个星系团约有百余个星系，直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。

若干星系团集聚在一起构成的更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形，其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团，只有少数超星系团拥有几十个星系团。

本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。