¿Qué es el universo?
La palabra "universo" probablemente se originó en el famoso filósofo Mozi en la antigua China (alrededor del 468-376 a. C.). Usó "Yu" para referirse al espacio en todas las direcciones, este, oeste, norte y sur, y "Zhou" para referirse al tiempo desde la antigüedad hasta el presente. En conjunto, se refiere a todo lo que hay en el mundo, ya sea grande o pequeño, lejano o cercano, ya sea pasado, presente o futuro, ya sea reconocido o no... En resumen, todo es todo;
Desde un punto de vista filosófico. La gente cree que el universo no tiene principio ni fin. Sin embargo, no vamos a profundizar en este concepto esotérico, dejándolo en manos de los filósofos. También podríamos entrecerrar los ojos y utilizar nuestra ciencia y tecnología existentes para hablar sobre el universo que podemos comprender y observar. La gente lo llama "nuestro universo" o "la galaxia total".
En Occidente, la palabra universo se llama universo, universo, espacio; en inglés se llama кocMoc, en alemán kosmos y en francés cosmos. Ambos provienen del griego κoσμoζ. Los antiguos griegos creían que el universo fue creado para generar orden a partir del caos, y el significado original de κoσμoζ es orden. Pero en inglés, la palabra más comúnmente utilizada para significar "universo" es universo. Esta palabra está relacionada con universitas. En la Edad Media, la gente se refería a una universidad como un grupo de personas que actuaban en la misma dirección y objetivo. En el sentido más amplio, universitas también se refiere al todo unificado compuesto por todas las cosas existentes, es decir, el universo. Universo y universo muchas veces expresan el mismo significado, pero la diferencia es que el primero enfatiza la suma de los fenómenos materiales, mientras que el segundo enfatiza la estructura o estructura de todo el universo.
En chino, "Yu" representa las cuatro direcciones hacia arriba y hacia abajo, es decir, todo el espacio, y "Zhou" representa todo el tiempo, es decir, todo el tiempo Yu: espacio infinito, Zhou: tiempo infinito. . Entonces la palabra "universo" pasó a significar "todo el tiempo y el espacio". Vincular el concepto de "universo" con el tiempo y el espacio refleja la sabiduría del antiguo pueblo chino.
Según los últimos datos de observación, la galaxia más lejana observada se encuentra a 65.43803 millones de años luz. Es decir, si un rayo de luz es emitido desde la galaxia a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo, tardará 654.3803 millones de años en llegar a la Tierra. Esta distancia de 65.43803 millones de años luz es el alcance del universo tal como lo conocemos hoy (2008). Más concretamente, el universo tal como lo conocemos hoy, o su tamaño, es un espacio esférico con la Tierra como centro y un radio de 65.438 millones de años luz. Por supuesto, la Tierra no es realmente el centro del universo y el universo no es necesariamente una esfera. Es solo que solo podemos entenderlo hasta este punto debido a nuestras capacidades de observación actuales.
En este espacio esférico con un radio de 1.300 millones de años luz se han descubierto y observado aproximadamente 12.500 millones de galaxias, cada una de las cuales tiene entre cientos y billones de estrellas similares al Sol. Entonces, al resolver un simple problema matemático, no es difícil calcular cuántas estrellas hay en el universo que observamos. En un universo tan vasto, la Tierra es en realidad una gota en el océano, insignificante.
Los astrónomos siempre se han preguntado qué tan grande es el universo, igual que nosotros. Recientemente, la Red Espacial de EE. UU. informó que después de minuciosos cálculos, los astrónomos descubrieron que el universo es extremadamente grande, con una longitud de al menos 65,438 mil millones de años luz. "Tal descubrimiento sobre el tamaño del universo se basa obviamente en la premisa de que el universo es esférico y finito". Daming Chen, investigador del Observatorio Astronómico Nacional de China, dijo en una entrevista exclusiva con periodistas: "Ha habido algo así". Tal debate en el campo de la cosmología durante mucho tiempo. ¿Es el universo esférico, en forma de silla de montar o plano? "La cosmología convencional internacional generalmente cree que el universo es plano e infinito", dijo Zhang, profesor asociado de la Universidad Normal de Beijing. "Entonces, ¿de dónde viene la controversia que rodea al universo? ¿Cuál es el punto? La opinión más común es que el universo nació después del Big Bang. "Según la teoría del Big Bang, la teoría más influyente en la cosmología moderna, nuestro universo fue creado por una explosión puntual muy pequeña hace aproximadamente 65,438 0,37 mil millones de años, y el investigador Daming Chen dijo: "Esta es la teoría". ha sido confirmado por un gran número de observaciones astronómicas.
"Esta teoría sostiene que en los primeros días del universo, la temperatura era muy alta. A medida que el universo se expandió, la temperatura comenzó a disminuir, produciendo neutrones, protones y electrones. Después de eso, estas partículas elementales formaron varios elementos, y estos Las partículas se atrajeron y fusionaron entre sí, formando grupos cada vez más grandes, evolucionando gradualmente hacia galaxias, estrellas y planetas, aparecieron fenómenos de vida en cuerpos celestes individuales y finalmente nacieron los humanos que pudieron comprender el universo. "¿Es el universo esférico? Esta idea. ha existido durante mucho tiempo, aunque no es la corriente principal en la comunidad cosmológica internacional. " Daming Chen dijo: "Cada vez que se menciona, atrae la atención de la gente porque esta idea es extraña. "Uno de los ejemplos más obvios es el modelo del universo establecido no hace mucho por el matemático estadounidense Jeffrey Wilkes: un laberinto de espejos de tamaño finito, con forma de pelota de fútbol. El modelo "con forma de pelota de fútbol" conmocionó a la comunidad científica, porque La teoría afirma que la razón por la que el universo crea una "ilusión" sin límites es porque este espacio limitado se refleja infinitamente a través del efecto "circular". Wilkes cree que la razón por la que la gente siente que el universo es infinito es que el universo es como. un laberinto de espejos y la luz viaja de un lado a otro, dando a la gente la ilusión de que el universo se extiende infinitamente. Esta sorprendente inferencia se incluyó más tarde en la revista "New Scientist" y se hizo popular entre la gente como una "teoría extraña". >
Edad Cósmica
Definición de la edad del universo
Para algunos modelos cosmológicos, como el de Newton. En los modelos cosmológicos, modelos jerárquicos y modelos de estado estacionario, la. La edad del universo no tiene sentido. En el modelo evolutivo habitual del universo, la edad del universo se refiere al intervalo de tiempo desde el factor de escala cero del universo hasta el presente. se puede utilizar como medida de la edad del universo. Según el modelo del Big Bang, la edad del universo es de unos 20 mil millones de años.
La edad del universo es de 12,5 mil millones de años. >
Los científicos utilizan telescopios para observar los espectros de uranio en los planetas más antiguos para estimar la edad del universo en 112,5 mil millones de años. Los científicos tienen diferentes estimaciones de la edad del universo. Basados en diferentes modelos cosmológicos, los científicos estiman la edad del universo. universo Tiene entre 10 mil millones y 16 mil millones de años En 2001, los científicos utilizaron el telescopio del Observatorio Europeo Austral para observar un planeta llamado CS31082-001 midiendo el espectro del isótopo radiactivo uranio-238 (uranio-238) en el planeta. , calculó que la edad del planeta es de 12,5 mil millones de años, y el error de esta estimación es de aproximadamente 3 mil millones de años, lo que significa que la edad del universo es de al menos 12,5 mil millones de años. Esta es la primera vez que los científicos miden. El contenido de uranio fuera del sistema solar. /p>
Los científicos explicaron que este método es el mismo que usar el isótopo de carbono-14 para medir la edad de los materiales en arqueología. La vida media del isótopo de uranio-238 es de 4.450 millones de años. La vida media es la conversión automática de un elemento radiactivo en otros hasta que queda la mitad del tiempo.
Los científicos señalan que el Big Bang produjo elementos como el hidrógeno, el helio y el litio. El universo comenzó, mientras que los elementos más pesados se produjeron dentro de los planetas cuando murieron, los materiales que contienen elementos pesados se dispersarán en el espacio circundante y luego se combinarán con la próxima generación de planetas. De hecho, el oro en la Tierra también proviene de planetas en explosión. /p>
Así que cuanto más viejo sea el planeta, menos elementos pesados tendrá. Los científicos creen que algunos planetas más viejos contienen sólo un uno por ciento de elementos pesados como el Sol. Los científicos intentan estimar la edad del universo a través del torio. -232 isótopos. El torio es un elemento metálico radiactivo que provoca la fisión nuclear cuando se expone a neutrones. Sin embargo, la vida media del torio es de 14,15 mil millones de años, que es más larga que la vida media del uranio-238. el error de estimación es relativamente grande.
El Universo en Expansión
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De todas las cosas, el universo es la más grande. Los científicos creen que se originó a partir de una increíble explosión hace 654.38037 millones de años. Esta es una explosión de energía inimaginable. La luz desde el borde del universo tarda 654.3802 millones de años en llegar a la Tierra. El material emitido por el Big Bang se desplazó por el espacio y de este material se forman enormes galaxias compuestas por muchas estrellas. Nuestro sol es una de innumerables estrellas.
Originalmente, la gente imaginaba que el universo no se expandiría debido a la gravedad, pero los científicos han descubierto que hay una especie de "energía oscura" en el universo que generará una fuerza repulsiva y acelerará la expansión del universo.
El proceso de expansión después del big bang es una lucha entre la gravedad y la repulsión. La energía generada por la explosión es una fuerza repulsiva que mantiene alejados a los cuerpos celestes del universo. Existe una atracción gravitacional entre los cuerpos celestes que impide que los cuerpos celestes se alejen o incluso intenten acercarlos entre sí. La gravedad está relacionada con la masa de los cuerpos celestes, por lo que si el universo eventualmente se expande después del Big Bang o deja de expandirse y luego se contrae depende completamente de la densidad de la materia en el universo.
Teóricamente existe una densidad crítica. Si la densidad promedio de materia en el universo es menor que la densidad crítica, el universo continuará expandiéndose, lo que se llama universo abierto, si la densidad promedio de materia es mayor que la densidad crítica, el proceso de expansión se detendrá tarde o temprano; más tarde, y luego se reducirá, lo que es el llamado universo cerrado.
El problema parece sencillo, pero no lo es. La densidad crítica teóricamente calculada es de 5×10-30g/cm3. Pero determinar la densidad media de la materia en el universo no es tan fácil. Existe un vasto espacio intergaláctico entre galaxias. Si la masa de toda la materia luminosa observada actualmente se distribuye uniformemente por todo el universo, la densidad media será de sólo 2×10-31g/cm3, cifra muy inferior a la densidad crítica antes mencionada.
Sin embargo, diversas evidencias muestran que aún existe en el universo la llamada materia oscura, no observada, y su cantidad puede superar con creces la de materia visible, lo que aporta una gran incertidumbre a la determinación de la densidad media. Por lo tanto, sigue siendo un tema controvertido si la densidad media del universo es realmente menor que la densidad crítica. Sin embargo, en la actualidad, es más probable que abra el universo.
Cuando las estrellas evolucionan a una etapa posterior, arrojarán algo de material (gas) al espacio interestelar, y estos gases pueden usarse para formar la próxima generación de estrellas. Este proceso consume cada vez menos gas, por lo que eventualmente no se pueden formar nuevas estrellas. Dentro de 10 a 14 años, todas las estrellas perderán su brillo y el universo se oscurecerá. Al mismo tiempo, las estrellas seguirán escapando de la galaxia debido a las interacciones, y la galaxia también se reducirá debido a la pérdida de energía. Esto crea un agujero negro en la parte central, que crece devorando las estrellas que pasan por él.
10 17 ~ 10 18 años después, lo único que quedará en una galaxia serán agujeros negros y algunas estrellas muertas dispersas. En este punto, los protones que componen la estrella ya no son estables. Cuando el universo alcanzó los 10 24 años, los protones comenzaron a descomponerse en fotones y varios leptones. 10 A la edad de 32 años, este proceso de desintegración se completa, dejando solo fotones, leptones y algunos enormes agujeros negros en el universo.
10 Dentro de 100 años, a través de la evaporación, las partículas de alta energía escaparán del enorme agujero negro y eventualmente desaparecerán por completo, y el universo volverá a la oscuridad. Puede que este sea el fin del universo, pero todavía se está expandiendo lentamente.
¿Qué pasará si el universo se cierra? En un universo cerrado, el tiempo de finalización del proceso de expansión depende de la densidad media del universo. Si se supone que la densidad promedio es el doble de la densidad crítica, entonces, según un modelo teórico simple, dentro de 40 a 50 mil millones de años, cuando el radio del universo se expanda a aproximadamente el doble de su tamaño actual, la gravedad comenzará a tomar el control, la gravedad La expansión se detendrá y luego el universo comenzará a encogerse.
En el futuro, la situación será casi como una película cósmica proyectada al revés, con todos los cambios importantes que ocurrieron en el universo después del Big Bang revertidos. Después de decenas de miles de millones de años de contracción, la densidad media del universo ha vuelto aproximadamente a su estado actual. Sin embargo, la recesión de las galaxias más alejadas de la Tierra es reemplazada por movimientos más cercanos a la Tierra. En unos pocos miles de millones de años, la radiación de fondo del universo aumentará a 400 kHz y seguirá aumentando, por lo que el universo se volverá muy caliente, denso y se encogerá cada vez más rápido.
Durante el proceso de colapso, las galaxias se fusionarán entre sí y las estrellas chocarán con frecuencia. Una vez que la temperatura del universo aumenta a 4000 kHz, los electrones se disocian de los átomos; cuando la temperatura alcanza varios millones de grados, todos los neutrones y protones se desprenden de los núcleos atómicos.
Pronto, el universo entró en la etapa de "Big Crunch", y toda la materia y la radiación fueron rápidamente absorbidas en una densidad infinitamente alta y un espacio infinitamente pequeño, volviendo al estado en el que ocurrió el Big Bang.
Concepto del Universo Desarrollo
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En la antigüedad, la comprensión que la gente tenía de la estructura del universo era muy ingenua y por lo general hacían especulaciones ingenuas sobre la estructura del universo. universo en función de su entorno de vida. Durante la dinastía Zhou Occidental en China, las personas que vivían en la tierra de China propusieron la primera teoría de cubrir el cielo, que creía que el cielo era como una olla boca abajo sobre un terreno plano. Más tarde, se convirtió en la teoría posterior. de cubrir el cielo, que creía que la forma de la tierra también era arqueada. En el siglo VII a. C., los babilonios creían que el cielo y la tierra eran arqueados, con océanos rodeando la tierra y montañas en el centro. Los antiguos egipcios imaginaban el universo como una gran caja, con el cielo como tapa, la tierra como fondo y el río Nilo como centro de la tierra. Los antiguos indios imaginaban una tierra en forma de disco arrojada sobre unos cuantos elefantes parados sobre los lomos de tortugas gigantes. A finales del siglo VII a. C., Tales de la antigua Grecia creía que la Tierra era un enorme disco que flotaba sobre el agua, cubierto por un cielo abovedado.
Fueron los antiguos griegos quienes por primera vez se dieron cuenta de que la Tierra era esférica. En el siglo VI a. C., Pitágoras creía que la figura tridimensional más bella era esférica desde un punto de vista estético, y defendía que tanto los cuerpos celestes como la Tierra en la que vivimos son esféricos. Este concepto fue heredado más tarde por muchos eruditos griegos antiguos, pero no fue hasta que F. Magallanes de Portugal dirigió una expedición para completar la primera circunnavegación del mundo entre 1519 y 1522 que finalmente se confirmó el concepto de que la Tierra era esférica.
En el siglo II d.C., Ptolomeo propuso una teoría geocéntrica completa. Esta teoría sostiene que la Tierra está estacionaria en el centro del universo y que la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas más exteriores giran alrededor de la Tierra a diferentes velocidades. Para explicar el movimiento desigual de los planetas, también creía que los planetas giraban alrededor de sus centros en una rueda que giraba alrededor de la Tierra en una rueda uniforme. La teoría geocéntrica circula en Europa desde hace más de 1.000 años. En 1543, Nicolás Copérnico propuso la teoría científica heliocéntrica, que creía que el Sol estaba ubicado en el centro del Universo y que la Tierra era un planeta ordinario que giraba alrededor del Sol en una órbita circular. No fue hasta que Copérnico estableció la teoría heliocéntrica en el siglo XVI que se reconoció generalmente que la Tierra es uno de los planetas que giran alrededor del Sol. Los ocho planetas, incluida la Tierra, constituyen el sistema planetario que gira alrededor del Sol: el principal. miembro del sistema solar. En 1609, J. Kepler reveló que la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas, desarrollando la teoría heliocéntrica de Copérnico. Ese mismo año, Galileo Galilei tomó la delantera en la observación del cielo con un telescopio y confirmó la exactitud de la teoría heliocéntrica con una gran cantidad de hechos observacionales. En 1687, yo, Newton, propuse la ley de la gravitación universal, que reveló profundamente las razones mecánicas del movimiento de los planetas alrededor del sol y dio a la teoría heliocéntrica una sólida base mecánica. Después de eso, la gente fue estableciendo gradualmente el concepto científico del sistema solar.
En la imagen del universo de Copérnico, las estrellas son sólo puntos de luz en el cielo estrellado más externo. En 1584, Giordano Bruno eliminó audazmente esta capa del cielo estelar, argumentando que las estrellas eran soles distantes. En la primera mitad del siglo XVIII, gracias al autodesarrollo de las estrellas por parte de E. Halley y a la estimación científica de las distancias distantes de las estrellas por parte de J. Bradley, las especulaciones de Bruno fueron reconocidas cada vez por más personas. A mediados del siglo XVIII, T. Wright, I. Kant y J. H. Lambert especularon que las estrellas y galaxias que cubrían todo el cielo formaban un enorme sistema celeste. Friedrich Wilhelm Herschel utilizó por primera vez estadísticas de muestreo y utilizó telescopios para contar el número de estrellas en una gran cantidad de áreas seleccionadas del cielo y la proporción entre estrellas brillantes y estrellas débiles. En 1785 obtuvo por primera vez una imagen del contorno irregular de la Vía Láctea, una estructura plana centrada en el Sol, sentando así las bases para el concepto de Vía Láctea. En el siglo y medio siguiente, después de que H. Shapley descubriera que el sol no está en el centro de la Vía Láctea, J. H. Oort descubrió la rotación y los brazos espirales de la Vía Láctea, y mucha gente midió el diámetro y el espesor de la Vía Láctea. Camino, finalmente se estableció el concepto científico de la Vía Láctea.
A mediados del siglo XVIII, Kant y otros también propusieron que existen innumerables sistemas celestes como el nuestro (refiriéndose a la Vía Láctea) en todo el universo.
La "nebulosa", que entonces parecían nubes, probablemente era uno de esos sistemas celestes. Desde entonces, ha pasado por un tortuoso proceso de exploración de 170 años. No fue hasta 1924 que E.P. Hubble confirmó la existencia de galaxias extragalácticas midiendo la distancia a la Nebulosa de Andrómeda mediante el método de paralaje de las Cefeidas.
Durante medio siglo, a través del estudio de galaxias extragalácticas, la gente no sólo ha descubierto sistemas celestes de niveles superiores, como cúmulos de galaxias y supergalaxias, sino que también ha ampliado nuestro campo de visión hasta 20 mil millones. a años luz de distancia.
El concepto de evolución cósmica se desarrolló en China. Ya en la dinastía Han Occidental, "Huainanzi·Zhenxun" señaló: "Hay un principio y un fin, un principio y un fin, y cree que el mundo tiene su momento de apertura, su pre". -período de apertura, y su período de preapertura. "Huainanzi·Tian Zi Xun" también describe específicamente el proceso del mundo desde el estado material invisible al estado caótico y a la generación y evolución de todas las cosas en el mundo. En la antigua Grecia existía una opinión similar. Por ejemplo, Leucipo propuso que debido al movimiento de rotación de los átomos en el vacío, la materia ligera escapó al espacio exterior y la materia restante formó los cuerpos esféricos que formaron nuestro mundo.
Después de que se estableció el concepto de sistema solar, la gente comenzó a explorar el origen del sistema solar desde una perspectiva científica. En 1644, R. Descartes propuso la teoría del vórtice del origen del sistema solar; en 1745, G.L.L. Buffon propuso la teoría del origen del sistema solar, que fue causado por la colisión de un gran cometa y el sol. En 1755 y 1796, Kant y Laplace propusieron respectivamente la teoría nebular del origen del sistema solar. La nueva teoría moderna de las nebulosas, que explora el origen del sistema solar, se desarrolló sobre la base de la teoría de las nebulosas de Kant-Laplace.
En 1911, E. hertzsprung estableció el primer mapa de magnitud en color de este cúmulo de galaxias; en 1913, Bertrand? Arturo. ¿Guillermo? Russell dibujó el diagrama fotométrico espectral de las estrellas, también conocido como diagrama de Hertz-Rubber. Después de obtener este mapa estelar, Russell propuso una teoría de la evolución estelar en la que las estrellas comienzan a partir de gigantes rojas, primero se reducen a la secuencia principal, luego se deslizan hacia abajo en la secuencia principal y finalmente se convierten en enanas rojas. En 1924, Arthur Stanley Eddington propuso la relación masa-luminosidad de las estrellas; de 1937 a 1939, C.F. Weizsacker y Bethe revelaron que la energía de las estrellas proviene de la reacción nuclear de la fusión del hidrógeno en helio. Estos dos descubrimientos llevaron a la negación de la teoría de Russell y al nacimiento de la teoría científica de la evolución estelar. La investigación sobre el origen de las galaxias comenzó relativamente tarde. En general, se cree que evolucionó a partir de galaxias primitivas en una etapa tardía de la formación de nuestro universo.
En 1917, A. Albert Einstein utilizó su recién creada teoría general de la relatividad para establecer un modelo "estático, finito e ilimitado" del universo, sentando las bases de la cosmología moderna. En 1922, G.D. Friedman descubrió que según las ecuaciones de campo de Albert Einstein, el universo no es necesariamente estacionario: puede estar en expansión u oscilar. El primero corresponde al universo abierto y el segundo al universo cerrado. En 1927, C. Lemaitre también propuso un modelo de universo en expansión. En 1929, Hubble descubrió que el desplazamiento hacia el rojo de una galaxia es proporcional a su distancia, estableciendo la famosa ley de Hubble. Este descubrimiento es un fuerte apoyo al modelo de expansión del universo. A mediados del siglo XX, G. Gamov y otros propusieron el modelo cosmológico del big bang caliente. También predijeron que, según este modelo, deberíamos poder observar la radiación de fondo de baja temperatura en el espacio. El descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en 1965 confirmó las predicciones de Gamow et al. Desde entonces, muchas personas han adoptado el modelo del Big Bang como modelo estándar del universo. En 1980, Gus de los Estados Unidos propuso además el modelo del universo inflacionario basado en el modelo del universo del Big Bang. Este modelo puede explicar la mayoría de los hechos observacionales importantes que se conocen actualmente.
Los resultados de las investigaciones en astronomía contemporánea muestran que el universo es un sistema celeste con una estructura jerárquica, diversas formas materiales y un constante movimiento y desarrollo.
Los planetas jerárquicos son los sistemas de cuerpos celestes más básicos. Hay ocho planetas en el sistema solar: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Plutón ahora ha sido expulsado del planeta y reducido a un planeta enano. A excepción de Mercurio y Venus, todos los demás planetas tienen lunas que los orbitan.
La Tierra tiene un satélite, la Luna, y Saturno tiene el mayor número de satélites, confirmaron 26. Planetas, asteroides, cometas y meteoroides giran alrededor del cuerpo celeste central, el sol, formando el sistema solar. El Sol representa el 99,86 de la masa total del sistema solar y tiene un diámetro de aproximadamente 6.543.804 kilómetros. El planeta más grande, Júpiter, tiene un diámetro de aproximadamente 6.543.804 kilómetros. El tamaño del sistema solar es de aproximadamente 65,43802 millones de kilómetros (con Plutón como límite). Hay evidencia de que existen otros sistemas planetarios más allá de nuestro sistema solar. 250 mil millones de estrellas similares al Sol y materia interestelar constituyen un sistema celeste más grande: la Vía Láctea. La mayoría de las estrellas y la materia interestelar de la Vía Láctea se concentran en un espacio achatado, que parece un disco cuando se ve de lado, pero ¿qué pasa cuando se ve de frente? Tiene forma de remolino. El diámetro de la Vía Láctea es de unos 654,38 millones de años luz. El sol está situado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, a unos 30.000 años luz del centro de la Vía Láctea. Hay muchos sistemas celestes similares fuera de la Vía Láctea, llamados galaxias extragalácticas, que a menudo llamamos galaxias. Se ha observado que hay alrededor de mil millones. Las galaxias también se agrupan en grupos grandes y pequeños llamados cúmulos de galaxias. En promedio, cada cúmulo de estrellas contiene más de 100 galaxias y tiene decenas de millones de años luz de diámetro. Se han descubierto miles de cúmulos de galaxias. Un pequeño cúmulo de unas 40 galaxias, incluida la Vía Láctea, se denomina cúmulo local. Múltiples cúmulos de galaxias se unen para formar un sistema celeste más grande y de mayor nivel llamado supercúmulo. Los supercúmulos tienden a tener formas planas con diámetros largos de hasta cientos de millones de años luz. Normalmente, los supercúmulos contienen sólo unos pocos cúmulos de galaxias, y sólo unos pocos supercúmulos contienen docenas de cúmulos de galaxias. El supercúmulo que consta del cúmulo de galaxias local y alrededor de 50 cúmulos de galaxias cercanos se denomina supercúmulo local. En la actualidad, el alcance de la observación astronómica se ha ampliado a un vasto espacio de 20 mil millones de años luz, llamado galaxia total.
Movimiento y desarrollo Los cuerpos celestes en el universo están en movimiento y desarrollo eterno. Los cuerpos celestes tienen varias formas de movimiento, como rotación, movimiento autoespacial (movimiento local), revolución alrededor del centro del sistema. , y participación en todo el movimiento celeste, etc. Por un lado, la Luna gira alrededor de la Tierra y, al mismo tiempo, también gira alrededor del Sol con la Tierra. Por un lado, el Sol gira y, por otro, se mueve en dirección a los Cinco Sabios a una velocidad de 20 km/s. Al mismo tiempo, todo el sistema solar gira alrededor del centro de la Vía Láctea. Vía Láctea a una velocidad de 250 km/s, lo que tarda unos 220 millones de años. La Vía Láctea también gira y, al mismo tiempo, se mueve en relación con las galaxias vecinas. Los supercúmulos locales también pueden estar expandiéndose y rotando. La Vía Láctea también se está expandiendo.
La astronomía moderna revela el origen y evolución de los cuerpos celestes. Las teorías contemporáneas sobre el origen del sistema solar creen que el sistema solar probablemente se formó por la contracción gravitacional de un grupo de polvo y gas (nebulosa solar primitiva) en la Vía Láctea hace 5 mil millones de años (ver "Origen del Sistema Solar" ). Las estrellas nacen de nebulosas y sus vidas pasan por la etapa de contracción gravitacional, la etapa de secuencia principal, la etapa de gigante roja, la etapa tardía y la etapa de muerte. El origen de las galaxias está estrechamente relacionado con el origen del universo. La opinión popular es que 400.000 años después del Big Bang, la temperatura descendió a 4.000 K y el universo pasó de un período dominado por la radiación a un período dominado por la materia. En ese momento, debido a la inestabilidad gravitacional causada por las fluctuaciones de densidad o el efecto de la turbulencia cósmica, las protogalaxias se formaron gradualmente y luego evolucionaron hasta convertirse en cúmulos de galaxias y galaxias. El modelo cosmológico del Big Bang describe el origen y la historia de la evolución de nuestro universo: Nuestro universo se originó a partir de un Big Bang hace 20 mil millones de años, cuando la temperatura era extremadamente alta y la densidad era extremadamente alta. Con la expansión del universo, ha experimentado un proceso evolutivo de calor a frío, de denso a delgado, de principalmente radiación a principalmente materia. No fue hasta hace entre 1 y 2 mil millones de años que entró en la etapa de galaxia a gran escala. formación, y luego se formó gradualmente El universo que vemos hoy. El modelo de universo inflacionario propuesto en 1980 es un complemento del modelo de universo caliente del big bang. Se cree que en los primeros días del universo, entre 10 y 36 segundos después de su nacimiento, experimentó una etapa inflacionaria.
Análisis filosófico del concepto de universo Algunos cosmólogos creen que nuestro universo es el único universo; el Big Bang no fue una explosión en ningún punto del espacio, sino una explosión de todo el universo mismo. Sin embargo, el modelo de inflación recientemente propuesto muestra que nuestro universo es sólo una parte muy pequeña de toda la región de inflación. El tamaño de la región después de la inflación es mayor que 1026 cm, mientras que nuestro universo tenía solo 10 cm en ese momento.
Desde la década de 1960, debido a la propuesta y discusión del principio antrópico, surge la relación entre la existencia humana y el universo. Según el principio antrópico, puede haber muchos universos con diferentes parámetros físicos y condiciones iniciales, pero solo los universos con parámetros físicos y condiciones iniciales específicos pueden evolucionar hacia humanos, por lo que solo podemos ver un universo que permite que los humanos existan. El principio antrópico utiliza la existencia de los seres humanos para limitar las condiciones iniciales y las leyes físicas que pudieron haber existido en el pasado, reducir su arbitrariedad y explicar algunos fenómenos cósmicos, lo que tiene cierta importancia en la metodología científica. Pero se ha sugerido que la creación del universo depende de la existencia de los humanos como observadores. Esta visión es cuestionable. Ahora bien, según el modelo inflacionario, aquellos estados que el modelo tradicional del big bang toma como condiciones iniciales pueden haber surgido de la evolución muy temprana del universo, y la evolución del universo se ha vuelto casi independiente de algunos detalles de las condiciones iniciales. . De esta manera, la visión antes mencionada de utilizar la dificultad de las condiciones iniciales para negar la realidad objetiva del universo pierde su fundamento. Pero algunas personas creen que debido a la enorme escala de distancias provocada por la inflación, es imposible observar la estructura general del universo. Hay motivos para esta preocupación, pero si el modelo de inflación es correcto, con el desarrollo de la práctica científica será posible superar las dificultades de la comprensión humana.