¿Aprendiste las ecuaciones del universo de Friedmann en la universidad?
Examen etimológico La palabra "universo" apareció por primera vez en libros chinos antiguos en "Igualdad de las cosas" de Zhuangzi. "Yu" significa todas las direcciones, como todos los lugares de este a oeste y de norte a sur. "Semana" incluye pasado, presente, día y noche, es decir, todos los diferentes momentos específicos. Al final del Período de los Reinos Combatientes, Shijiao dijo: "Arriba y abajo en todas direcciones, el pasado es el presente". "Yu" se refiere al espacio, "Zhou" se refiere al tiempo y "universo" se refiere a la unidad de tiempo y espacio. Más tarde, la palabra "universo" se utilizó para referirse a todo el mundo de la realidad objetiva. Los conceptos equivalentes al universo incluyen "Cielo y Tierra", "Cosmos" y "Liuhe", pero estos conceptos sólo se refieren al aspecto espacial del universo. "Zhouhe" en "Guanzi" se refiere al tiempo y "armonía" se refiere al espacio, que es el concepto más cercano al "universo".
En Occidente, la palabra universo se llama cosmos en inglés, кocMoc en ruso, kosmos en alemán y cosmos en francés. 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.
El desarrollo del concepto del universo El desarrollo del concepto de la estructura del universo En la antigüedad, la comprensión de la gente sobre la estructura del universo estaba en un estado muy ingenuo, y por lo general lo hacían ingenuo. especulaciones sobre la estructura del universo basadas en 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 aparente 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. 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, G. Galileo tomó la iniciativa 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, G. Bruno eliminó audazmente esta capa de estrellas del cielo y creyó que las estrellas eran soles lejanos. 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. F. W. 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 un diagrama de la estructura plana de la Vía Láctea con un contorno irregular y un Sol en el centro, 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 final, un principio y un fin, y un marido y un comienzo. 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. La antigua Grecia tenía 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 diagrama de magnitud en color de este cúmulo de galaxias; en 1913, H.N. Russell dibujó el diagrama fotométrico espectral de las estrellas, el 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, A.S. Eddington propuso la relación masa-luminosidad de las estrellas; de 1937 a 1939, C.F. Weizsäcker 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. Actualmente se cree generalmente que evolucionó a partir de galaxias primitivas en una etapa tardía de la formación de nuestro universo.
En 1917, A. 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 Einstein, el universo no es necesariamente estático, sino que puede expandirse u oscilar. El primero corresponde al universo abierto y el segundo al universo cerrado. En 1927, G. 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 nueve planetas en el sistema solar: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. A excepción de Mercurio y Venus, todos los demás planetas tienen lunas que los orbitan. La Tierra tiene un satélite, la Luna tiene el mayor número de satélites, con 17 confirmados. 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, con un diámetro de aproximadamente 6.543,8+0,4.000 kilómetros, y el planeta más grande, Júpiter, tiene un diámetro de aproximadamente 6.543,8+0,400 kilómetros. El tamaño del sistema solar es de aproximadamente 654,38+0,2 mil millones de kilómetros. 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.
La diversidad de los cuerpos celestes varía mucho, y la materia del universo es diversa. Entre los cuerpos celestes del sistema solar, la temperatura superficial de Mercurio y Venus es de unos 700 K, y la temperatura del distante Plutón frente al Sol es de sólo 50 K en su punto más alto. La superficie de Venus está cubierta por una densa atmósfera de dióxido de carbono y nubes de ácido sulfúrico, con una presión de aire de aproximadamente 50 atmósferas, mientras que las atmósferas superficiales de Mercurio y Marte son extremadamente delgadas, y la presión atmosférica de Mercurio es incluso menos de 2 veces. 10-9 milibares. Todos los planetas terrestres (Mercurio, Venus y Marte) tienen una superficie sólida, mientras que los planetas jovianos son planetas fluidos. La densidad media de Saturno es de 0,70 g/cm3, que es menor que la del agua; la densidad media de Júpiter, Urano y Neptuno es ligeramente mayor que la del agua, mientras que la densidad de Mercurio, Venus y la Tierra es más de 5 veces; la del agua; la mayoría de los planetas giran hacia adelante, y Venus gira en dirección contraria. La superficie de la Tierra está repleta de vida, mientras que otros planetas son mundos vacíos y desolados.
El sol es una estrella común y típica del mundo estelar. Se descubrió que algunas estrellas gigantes rojas son miles de veces más grandes que el Sol. El diámetro de una estrella de neutrones es sólo decenas de miles de veces mayor que el del Sol; la luminosidad de una estrella supergigante es hasta millones de veces mayor que la del Sol, mientras que la luminosidad de una enana blanca es inferior a cientos de miles de veces. la del sol. Las supergigantes rojas tienen densidades tan pequeñas como una millonésima parte de la del agua, mientras que las enanas blancas y las estrellas de neutrones pueden tener densidades de hasta 100.000 y 100 mil millones de veces la del agua, respectivamente. La temperatura de la superficie del sol es de aproximadamente 6000 K, la temperatura de la superficie de las estrellas O es de 30 000 K y la temperatura de la superficie de las estrellas infrarrojas es de sólo aproximadamente 600 K. La intensidad promedio del campo magnético del sol es 1 × 10-4 Tesla, y la El campo magnético de algunas enanas blancas magnéticas suele ser de miles o decenas de miles de Gauss (1 Gauss = 10-4 Tesla), y la intensidad del campo magnético de los púlsares puede llegar a 10 billones de Gauss. Algunas estrellas tienen una luminosidad básicamente constante, mientras que otras cambian constantemente y se denominan estrellas variables. Algunas estrellas variables tienen cambios periódicos de luminosidad que van desde una hora hasta cientos de días. Los cambios de luminosidad de algunas estrellas variables son repentinos. Entre ellos, los cambios más dramáticos son las novas y supernovas, cuyas luminosidades pueden aumentar decenas de miles o incluso cientos de millones de veces en unos pocos días.
Las estrellas a menudo se agrupan en binarios o cúmulos de estrellas, que pueden representar 1/3 del número total de estrellas. También hay cúmulos estelares de decenas, cientos o incluso cientos de miles de estrellas. La materia del universo no sólo forma estrellas y planetas en forma densa, sino que también forma materia interestelar en forma difusa. La materia interestelar incluye gas y polvo interestelar, con una media de sólo un átomo por centímetro cúbico, formando nebulosas de diversas formas en lugares muy densos. Además de las estrellas y nebulosas que emiten luz visible, en el universo también hay objetos ultravioleta, objetos infrarrojos, fuentes de rayos X, fuentes de rayos gamma y fuentes de radio.
Las galaxias se pueden dividir en galaxias elípticas, galaxias espirales, galaxias espirales barradas, galaxias lenticulares y galaxias irregulares. En la década de 1960 se descubrieron muchos objetos extragalácticos que están sufriendo explosiones o expulsando grandes cantidades de materia. Se les llama colectivamente galaxias activas, incluidas varias radiogalaxias, galaxias de Seyfert, galaxias de tipo N, galaxias de Markarian y galaxias de tipo BL. objetos, quásares, etc. Muchos núcleos galácticos tienen actividades a gran escala: flujos de gas a velocidades de varios miles de kilómetros por segundo, producción de energía con una energía total de 65.438+0,055 julios, eyecciones de grandes masas y partículas, intensos cambios de luz, etc. Hay varios estados físicos extremos en el universo: temperatura ultra alta, presión ultra alta, densidad ultra alta, vacío ultra, campo magnético ultra fuerte, movimiento de velocidad ultra alta, rotación de velocidad ultra alta, ultra alta velocidad. -espacio-tiempo a gran escala, superfluidez, superconductividad, etc. Proporciona un entorno experimental ideal para que comprendamos el mundo material objetivo.
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 se producen a partir 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. También es posible que esta región inflada sea parte de un sistema de materia más grande que comenzó en un estado caótico. Esta situación es como en la historia de la ciencia, la comprensión humana se expandió desde el universo del sistema solar al universo de galaxias y luego al universo a gran escala. La ciencia actual está tratando de impulsar la comprensión humana hacia la exploración del "universo inflacionario" y el "universo caótico irregular". Nuestro universo no es el único universo, sino parte de un sistema físico más grande. El Big Bang no fue la explosión del universo entero en sí, sino la explosión de una parte de ese sistema de materia más grande. Por tanto, es necesario distinguir entre filosofía y ciencias naturales. El concepto filosófico del universo refleja el mundo material infinitamente diverso y en constante desarrollo; el concepto de universo en las ciencias naturales implica el sistema celeste más grande observado por el hombre en una época determinada. Los dos conceptos del universo son relaciones generales e individuales. Con el desarrollo del concepto de universo en las ciencias naturales, la comprensión del universo infinito por parte de las personas se irá profundizando y acercando gradualmente. Reconocer las diferencias y conexiones entre estos dos conceptos del universo es de importancia positiva para adherirse a la teoría marxista del infinito del universo y oponerse al finiteísmo, el creacionismo, el mecanicismo, el agnosticismo, la teoría de la sustitución filosófica y el eliminativismo del universo.
La creación del universo Algunos cosmólogos creen que la reforma más radical del modelo de inflación puede ser la observación de que toda la materia y la energía del universo se crearon de la nada. Este punto de vista no fue aceptado antes porque existen muchas leyes de conservación, especialmente la conservación del número bariónico y la conservación de la energía. Pero con el desarrollo de la gran teoría unificada, es posible que el número bariónico no se conserve y se puede decir que la energía gravitacional en el universo es negativa, cancelando con precisión la energía no gravitacional, y la energía total es cero. Por lo que no existe ninguna ley de conservación conocida que impida observar la evolución del universo desde cero. Esta visión de "crear algo a partir de la nada" incluye dos aspectos en filosofía: ① la ontología. Es un error pensar que la "nada" es la nada absoluta. Esto no sólo va en contra de las prácticas científicas conocidas, sino que también va en contra del propio modelo inflacionario. Según este modelo, el universo observado que estudiamos es sólo una pequeña parte de toda la región inflacionaria, y no hay "nada" absoluta fuera del universo observado. La materia que se observa actualmente en el universo se transforma a partir de la energía liberada por el falso estado de vacío. Esta energía del vacío es sólo una forma especial de materia y energía y no se crea a partir de la "nada" absoluta. Si además decimos que esta energía del vacío proviene de "la nada", entonces todo el universo observado en última instancia proviene de la "nada", entonces esta "nada" sólo puede ser una forma desconocida de materia y energía. ②Epistemología y metodología. El concepto de universo involucrado en el modelo de inflación es el concepto de universo en las ciencias naturales. No importa cuán grande sea el universo, como sistema material limitado, también tiene una historia de creación, desarrollo y desaparición. El modelo inflacionario combina la cosmología tradicional del Big Bang y la gran teoría unificada, argumentando que las formas observadas de materia y energía en el universo no son eternas y sus orígenes deben estudiarse. Considera la "nada" como una forma desconocida de materia y energía, considera la "nada" y la "existencia" como un par de categorías lógicas y analiza cómo nuestro universo evolucionó a partir de la "nada", una sustancia y una forma de energía desconocidas, que se convierte en un "ser". " - una forma conocida de materia y energía, que tiene cierto significado epistemológico y metodológico.
El origen del espacio y el tiempo Algunas personas creen que el espacio y el tiempo no son eternos, sino que surgen de un estado sin espacio ni tiempo. Según la teoría física existente, en el rango de menos de 10 a 43 segundos y de 10 a 33 centímetros, no hay "reloj" ni "regla" para medir, por lo que los conceptos de tiempo y espacio no son válidos y no hay tiempo. y el espacio. Esta opinión de que las formas conocidas del espacio-tiempo tienen sus límites aplicables es completamente correcta. Así como la visión de Newton del tiempo y el espacio se convirtió en una visión relativista del tiempo y el espacio en la historia, hoy, con el desarrollo de la práctica científica, es inevitable establecer una nueva visión del tiempo y el espacio. Dado que la teoría general de la relatividad falla entre 10 y 43 segundos después del Big Bang, se debe considerar el efecto cuántico de la gravedad, por lo que algunas personas intentan explorar el origen de la forma conocida del espacio-tiempo mediante la cuantificación del espacio-tiempo. Todos estos trabajos son beneficiosos, pero no se debe negar la existencia objetiva del espacio-tiempo como forma de existencia material simplemente porque el desarrollo de los conceptos humanos del espacio-tiempo o el nivel actual de la ciencia y la tecnología no pueden medir nuevas formas de espacio-tiempo.
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 existencia 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.
Perfil del orador
Es profesor del Departamento de Astronomía de la Universidad Normal de Beijing. Me gradué en el Departamento de Física de la Universidad Normal de Beijing y me quedé en la escuela para enseñar después de graduarme. Actualmente es vicepresidente de la Sociedad Astronómica China y presidente de la Sociedad Astronómica de Beijing. Ha publicado numerosos trabajos astronómicos y es un famoso experto en astronomía en China.
Introducción
El modelo del Big Bang cree que el universo original era un "punto" de temperatura ultra alta y alta densidad. Hace unos 1.800 millones de años, este "pequeño punto" explotó repentinamente, tardando sólo entre 10 y 36 segundos. Con el fenómeno de sobreenfriamiento de la transición de fase de vacío, el "pequeño punto" se expandió instantáneamente en decenas de órdenes de magnitud y se convirtió en un universo de escala de un centímetro. Después de eso, el universo continuó expandiéndose y su temperatura comenzó a descender desde unos pocos miles de millones de grados Celsius. A unos 55 millones de grados Celsius, la energía del proceso de enfriamiento crea neutrones y protones, que se sintetizan en núcleos atómicos. Estos procesos sólo tardaron 3 minutos. Unos 300.000 años después, cuando la temperatura del universo descendió a 3.000 grados Celsius, los núcleos atómicos capturaron electrones libres para formar átomos. Estos átomos continuaron expandiéndose hacia afuera durante los siguientes 30 millones de años aproximadamente. El universo también continúa enfriándose. Cuando la temperatura del universo descendió a 167 grados por encima del cero absoluto, los átomos comenzaron a combinarse para formar un gas fino. Después de eso, debido a las fluctuaciones de densidad y gravedad, comenzó a evolucionar hacia nuevos cuerpos celestes. Más de 10 mil millones de años después, adoptó diversas formas materiales y se convirtió en el universo actual. Desde BIGBANG, hace 1.500 millones de años, las estrellas y galaxias han estado volando hacia afuera. En teoría, la gravedad interdependiente debería frenar la expansión, pero no es así. De hecho, la expansión sigue acelerándose. Steinhardt, de la Universidad de Princeton, dijo que el universo no tiene principio ni fin, y que el Big Bang nunca se detiene una y otra vez.
Texto completo
La última vez presentamos cómo nació el universo después del Big Bang. La última vez solo hablamos del universo a partir del Big Bang, y luego, ¿cuánto duró? Sólo duró más de tres minutos, lo que significa que se formó la estructura básica de nuestro universo. Veamos cómo evolucionó el universo en tres minutos y cómo evolucionó paso a paso hasta nuestro planeta actual y el estado actual del universo. Entonces quiero hacer la pregunta más sencilla y común, ¿qué fue primero, el huevo o la gallina? ¿Qué preguntas se deben responder? Quería responder a la pregunta de cómo se forman las galaxias.
De hecho, ahora existen dos teorías, entonces, ¿cuáles son? vamos a ver. Esta imagen es un diagrama esquemático de la evolución gradual de un universo típico a partir del Big Bang. Al principio, ese fue el big bang. Después del Big Bang, el universo siguió expandiéndose y su temperatura siguió disminuyendo. Luego, la parte media es la radiación de fondo del universo, o la radiación de fondo de microondas, que es lo que vemos ahora. Entonces podemos ver desde el exterior que a medida que el universo se encoge poco a poco, la temperatura de la materia disminuye gradualmente y, después de esa disminución, la estructura molecular de la materia se hace cada vez más grande. En otras palabras, tan pronto como este material comenzó a acercarse, comenzó a formar algunos pequeños grupos. Estos grupos se agregaron lentamente, paso a paso, para formar las galaxias que veremos más adelante. En otras palabras, a través de la agregación poco a poco, se agregarán formando una galaxia.
Si sigues este orden, pase lo que pase, los siguientes párrafos se componen de trozos pequeños, formándose poco a poco trozos grandes, lo que equivale a lo que decimos: primero están los huevos y luego las gallinas, primero hay huevos y luego están. La gallina ha crecido. Pero existe otra posibilidad. De repente, primero se forman unos grumos grandes, y luego los grumos más grandes se van separando poco a poco. Es decir, primero viene la gallina y luego el huevo. Entonces, ¿cuándo comenzaron a formarse las galaxias? Como decíamos al principio, la temperatura de este universo es muy, muy alta, 100 mil millones de grados. Si retrocedemos más, es incluso superior a los 100 mil millones de grados. Entonces, a temperaturas tan altas, decimos que es imposible formar una masa de materia. Luego, cuando la temperatura baje a 4000 grados, la temperatura de estas sustancias bajará y la temperatura bajará. Luego es posible sentarnos juntos y tener una buena charla para acercarnos más. Entonces, a 4000 grados, comenzaron a formarse cúmulos de materia en el universo. En otras palabras, la gravedad interviene. Fue entonces cuando nuestra galaxia comenzó a formarse. Este tiempo es aproximadamente mil millones de años después de la explosión del universo. Después de la explosión, el universo comenzó a formar acumulaciones de materia mil millones de años después. Según esta imagen, llamada de arriba hacia abajo, primero se forma un bulto muy grande. Después de que el universo se enfrió, y de repente se enfrió, todos estaban muy felices y aplaudiendo. Al principio todos estaban muy emocionados y nadie podía sentirse en paz.
De repente, después de que se enfrió, todas las sustancias se aglomeraron, y sólo cuando se aglomeraron pudieron precipitar. Primero, forman un bulto grande. ¿Qué tan grande es? Esto parece un gran pastel. Esta es una posibilidad, es decir, ¿qué fue primero? Primero vino la gallina y luego el huevo, primero se formaron los trozos grandes y luego se formaron las galaxias actuales.
Existe otra posibilidad, llamada bottom-up, que consiste en formar primero sustancias pequeñas, es decir, grumos. Entonces estas pequeñas sustancias se condensan poco a poco, y ¿en qué se condensan al final? Las galaxias vienen una tras otra, independientemente de si cambian de grande a pequeña o de pequeña a grande, ¿qué se formará? La formación de nuestras galaxias actuales, es decir, después del BIGBANG, hace unos mil millones de años, comenzaron a aparecer y formarse galaxias.
Esta imagen es una simulación. Simulemos cómo se formó esta galaxia. Ahora simulémoslo. Ves que estos grupos se atraen entre sí, se fusionan y, finalmente, se forman varias galaxias. Así se formó esta galaxia. ¿Qué pasa con nuestra animación? Primero vimos algunos grupos capturados por el Telescopio Espacial Hubble y luego los simulamos. Según nuestras simulaciones, estos grupos finalmente formaron la galaxia.
Entonces, ¿cuántas galaxias hay ahora en el universo? Hay innumerables, veamos algunos más, entonces esto es parte del espacio real. ¿Qué verás? Hay mucha materia, y esta materia está constantemente formando nuevos planetas, y constantemente se están formando nuevos planetas. Entonces hay demasiadas galaxias como nuestra Vía Láctea en el universo. Hay muchas galaxias similares a nuestra Vía Láctea en el universo. Si queremos decir si nuestra Vía Láctea es hermosa o no, puede que no sea tan hermosa como esta galaxia. Esta galaxia se llama galaxia espiral. Tiene un núcleo en el medio y es muy hermosa. Miremos otra, también una galaxia. Esta galaxia no gira tanto. Las llamamos galaxias elípticas. Es elíptica, pero esta galaxia es muy grande. Esta galaxia elíptica suele ser más grande que una galaxia espiral. Entonces hay muchas galaxias elípticas en el universo. Veamos otro. ¿Cuáles crees que son las características de esta galaxia? Hay rotación en un lado y el núcleo en el medio no es redondo, sino que se parece un poco a un mazo, por eso llamamos a esta galaxia galaxia espiral barrada.
Esta es otra galaxia, y ésta tiene un hermano pequeño. Mira a la izquierda de la galaxia. También está conectado a una pequeña galaxia. Es como una gran galaxia que sostiene a un hermano pequeño. Las dos galaxias están conectadas y se ven hermosas. Como un gran brazo que mantiene unidas a pequeñas galaxias, esta también es una enorme galaxia elíptica, mucho más grande que una galaxia. Mira los puntos de arriba. Cada punto es una galaxia y las galaxias están agrupadas. ¿Qué es esto? Llamado cúmulo de galaxias, las galaxias y las galaxias se pueden combinar en una familia más grande. Los llamamos cúmulos de galaxias. Se trata de un cúmulo de galaxias que actualmente es el más cercano a nuestra galaxia, llamado Cúmulo de Galaxias de Andrómeda, que es el más cercano a nosotros.
Llevamos mucho tiempo discutiendo si nuestra Vía Láctea es una galaxia. Por supuesto, nuestra Vía Láctea es una galaxia. Alguien preguntó, dime, ¿cómo es la Vía Láctea? Esto es muy difícil porque en esta galaxia no podemos ver la imagen completa de nuestra galaxia. Solo podemos mirar una parte, ver cuál es el estado en este lado del sol, y luego observar cuál es el estado en el otro lado del sol, y luego, en general, dibujar nuestra galaxia. De esta manera, existe una galaxia que debería ser muy similar a nuestra Vía Láctea, que es esta galaxia que se llama Andrómeda.