宇宙膨胀学说简介宇宙膨胀的原因到底是什么？

宇宙膨胀简介：宇宙膨胀的原因是什么？宇宙膨胀的结果如何？本文马上为你介绍：

宇宙膨胀学说简介

一九二九年，美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快”这样一个天文观测结果，得出结论认为：整个宇宙在不断膨胀，星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部份，而不是由于任何斥力的作用。

彩色斑斓的气球上的斑斑点点，随着气球被吹胀，球上的斑点各自远离而去。许多天文书籍上都用了一个人在吹气球这样生动的插图，来形象地说明宇宙膨胀的理论。

但是，除了这种“宇宙膨胀”的观点以外，难道就没有别的观点和理论能够解释“所有星系都在彼此离得越来越远，而且离得越远退行速度越快”这样的天文观测结果吗？我们不禁要问：我们的宇宙真的象气球？它真的在膨胀？是上帝在吹这个气球？上帝觉得这很好玩吗？

其后的宇宙膨胀学说提出：我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球，而星系是气球表面上的点，我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面，只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动……。如果宇宙不断膨胀，也就是说，气球的表面不断地向外膨胀，则表面上的每个点彼此离得越来越远，其中某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行，而且离得越远的点退行速度越快。

宇宙膨胀的原因

中国古代有盘古开天的神话故事，古代西方国家有上帝创造世界的传说，这些都是人们关于宇宙诞生的想象。在科学界，科学家们把观测所及的宇宙称为“我们的宇宙”。科学家们通过观测发现了一个惊人的情况：我们的宇宙正在不断地膨胀。

美国天文学家斯莱弗早在1912～1917年期间用口径60厘米的望远镜在洛韦尔天文台观测天体时，出乎意料地发现，除了仙女座大星云和另一个星系正奔向我们之外，在他研究的15个星系中有13个星系都在离开我们，因为这13个星系的光谱中都发现了红移。这些星系退行的速度平均每秒达600多千米。

哈勃在几年后用2.5米口径的望远镜观测天体，证明了许多星云属于银河系以外的天体系统。在这之后，哈勃在1929年又发现了“哈勃定律”，这一定律的提出震惊了世界，并迅速为世人所熟知。

作为验证宇宙膨胀工作的开始阶段，“哈勃定律”所涉及的星系的数目、视向速度和距离都很有限，还必须做更多的观测工作来进一步核实“哈勃定律”。哈勃与他的同事哈马逊密切合作，开始了研究观测工作。哈勃和哈马逊于1931年联名发表了一篇文章，这篇文章扩充了观测资料，并进一步肯定了“哈勃定律”。

对于“哈勃定律”的含义以及星系都在退行的问题，人们一直都迷惑不解。星系愈远退行速度愈快这一奇怪现象也让科学家们难以理解。宇宙学家们回顾了历史，并对自爱因斯坦相对论问世以来的这段时期进行了认真分析，终于找到了问题的答案。

人们注意到，荷兰天文学家德西特早在1917年就证明了一项由爱因斯坦在1915年发表的广义相对论得出的推论，即宇宙的某种基本结构可能正在膨胀，其膨胀速率恒定。

在弗里德曼宇宙模型的基础上，比利时天体物理学家勒梅特对哈勃观测到的河外星系红移作了解释，认为红移是宇宙爆炸的结果，因而得出了宇宙膨胀的结论。勒梅特对宇宙膨胀进行了详细的研究，认为膨胀总是从一个特殊的端点开始的。

于是，他进一步提出宇宙起源的设想，认为宇宙起源于一个“原初原子”。后来人们常常称其为“宇宙蛋”。由于这个宇宙蛋很不稳定，结果在一场大爆炸中，宇宙蛋碎裂成无数碎片，逐渐演变成为千千万万个星系；最初这场宇宙大爆炸在100多亿年后，就留下了现在的星系退行现象。

那时，勒梅特的这种宇宙膨胀理论还没有经观测证实，科学家们都非常吃惊和怀疑，并对他的理论不屑一顾。后来，英国著名的天文学家爱丁顿提请科学家们注意勒梅特的宇宙膨胀理论，并为此专门写了一篇文章。直到这时，人们才开始关注勒梅特的理论。

1930年，根据勒梅特的“宇宙蛋”理论，爱丁顿开始对河外星系普遍退行进行解释。他认为星系的退行是由于宇宙的膨胀效应，而“哈勃定律”的发现恰好揭示了宇宙正在膨胀，为人们理解宇宙膨胀效应提供了理论基础。

宇宙膨胀现象的发现可以帮助我们弄清许多问题，比如“夜晚天空为什么是黑的”。我们的宇宙和它所具有的恒星星系等都是有限的，由于这些有限的天体距离地球十分遥远，它们发出的光线十分微弱，所以夜晚的天空是黑的。简单地说，夜黑是宇宙膨胀造成的结果。

宇宙膨胀的结果

亚力山大.弗里德曼从爱因斯坦的相对论出发，研究了“穹形”结构。他发现，一个时间不发生变化的空间，即静止的宇宙是不存在的。随着时间的推移，空间要么变大，要么缩小。弗里德曼对这两种情况作了区分。

显然，宇宙在膨胀，星系在以一定的速度远离，阻止这一过程的力量来自星系之间的引力。第一种情况，当整个宇宙的密度很大时，万有引力也很大，因此星系退行的速度会不断减慢直到星系的退行停止，也就是宇宙的膨胀停止了。这个停止的过程不会很久，使宇宙慢下来的力导致宇宙逆转其进程，就像反着放电影胶片一样，宇宙开始收缩，直到成为一点。

这种宇宙模型叫做封闭式模型；开放式模型在宇宙开始时体积为零，一旦开始膨胀，便不停地膨胀下去，因为宇宙的物质密度不足以提供使它停下的万有引力。这两种模型就像人类发射火箭的情景。当火箭耗尽燃料后速度小于第一宇宙速度时，火箭升空的速度越来越慢，最终在重力的吸引下落回地面；如果火箭在燃料耗尽后达到了第一宇宙速度，它就会飞向太空，与地面永久地告别。目前我们在宇宙中观察的现象是，星系是相互飞离的。

不论是封闭的宇宙模型还是开放的宇宙模型，随着时间的推移，星系的退行速度肯定是要变慢的。然而，生存在膨胀宇宙中的人类无法断定宇宙的模型到底是封闭的还是开放的，因为两者都有膨胀的时期。

让我们放开想象的翅膀，为生存在收缩宇宙的“人类”设想一下，他们也会为选择宇宙模型而苦恼，到底宇宙是会永远收缩下去呢，还是会在收缩过后又膨胀呢？各家都有难念的经。