宇宙的起源

宇宙是如何起源的？空间和时间的本质是什么？这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩，而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。

目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理学家伽莫夫等人，又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后，经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。

宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白，即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。况且从能量与质量的正比关系考虑，一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢？

人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的，在宇宙范围，时间没有衡量标准。譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢？

1929年，美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。

宇宙中星系间距离非常非常遥远，光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱，那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大，能量辐射就强，因此我们观察到的红移量极大的星系，当然是质量极大的星系。这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系（除极少数距银河系很近的星系，如大、小麦哲伦星系外）则很难观察到，于是我们现在看到的星系大多呈红移。而银河系内的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的红移紫移数量大致相等。

导致星系红移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的，不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。因此，从地球看到的紫移星系范围很窄，数量极少，只能是与银河系同一方向运动的，前方比银河系小的星系；后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。

宇宙中的物质分布出现不平衡时，局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化，但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分（不是全部）可见星系与地球之间距离的远近变化，不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。

1994年，美国卡内基研究所的弗里德曼等人，用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时，得出一个80～120亿年的年龄计算值。然而根据对恒星光谱的分析，宇宙中最古老的恒星年龄为140～160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。

1964年，美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射，是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的，3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用，在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。

至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题，氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构，它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。在宇宙大尺度范围中，不仅氦元素的丰度相似，其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且，各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的，并不是始终保持一副面孔，所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。

大爆炸宇宙论面临的难题还有，如果宇宙无限膨胀下去，最后的结局如何呢？德国物理学家克劳修斯指出，能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程，适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件，在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量，他把这个物理量取名为“熵”，孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域，不可能出现绝对均匀的状态。所以，那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时，宇宙就会进入一片死寂的永恒状态，最终“热寂”而亡的结局，是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。

根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态，星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要，从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影，那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。

奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着重要的启迪作用，大至旋涡星系，小至DNA分子，都是在这种螺旋线中产生。大自然并不认可笔直的形式，自然界所有物质的基本结构都是曲线运动方式的圆环形状。从原子、分子到星球、星系直到星系团、超星系团无一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此，确立一个“螺旋运动形态宇宙模型”，比那种作为所有物质总和的“宇宙”却脱离曲线运动模式而独辟蹊径，以直线运动方式从一个中心向四面八方无限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能体现真实的宇宙结构形态。

加来道雄宇宙三部曲的顺序是《不可能的物理》、《超越时空》、《平行宇宙》。

加来道雄（假名：かく みちお），和族，科学家，1947年1月24日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。

科学畅销书作者，美国著名高等学府加州大学伯克利分校（UC Berkeley）物理学博士、纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，超弦理论的专家。

加来道雄的著作都广受赞誉， 《构想未来》《超越爱因斯坦和超空间》《平行宇宙》，均被《纽约时报》和《华盛顿邮报》提名为当年的最佳科学读物之一。他主持着一档全美国联网的科学广播节目，还在《晓闻热线》《60分钟》《早安美国》以及《拉里·金直播在线》之类的全美国性电视节目中亮相。

发展轨迹

　　宇宙的形状现在

宇宙大爆炸(5张)还是未知的，人类在大胆想象。有的人说宇宙其实是一个类似人的这样一种生物的一个小细胞，而也有人说宇宙是一种拥有比人类更高智慧的电脑生物所制造出来的一个程序或是一个小小的原件，宇宙其实就是一个电子，宇宙是一个比电子更小得多的东西，宇宙根本就不存在，或者宇宙是无形的。根据大爆炸理论，宇宙的发展史可表示为一个右端开放的封闭曲面体，如右图。左端中心为爆炸奇点，向右延伸137亿光年，到达我们现在这个开口部。从左往右依次为：奇点、40万年的初期膨胀、近4亿年的黑暗期、出现恒星、星系和行星发展期、含有暗物质与暗能量的加速膨胀期。

编辑本段年龄

年龄定义

绚烂的宇宙(40张)　　宇宙年龄定义：宇宙年龄（age of universe）宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔。对于某些宇宙模型，如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等，宇宙年龄没有意义。在通常的演化的宇宙模型里，宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔。通常，哈勃年龄为宇宙年龄的上限，可以作为宇宙年龄的某种度量。

年龄推算

　　宇宙年龄约为1375亿年　使用整个星系作为透镜观看其他星系，目前研究人员最新使用一种精确方法测量了宇宙的体积大小和年龄，以及它如何快速膨胀。这项测量证实了“哈勃常数”的实用性，它指示出了宇宙的体积大小，证实宇宙的年龄约为1375亿年。

宇宙最大结构-史隆长城(33张)　　研究小组使用一种叫做引力透镜的技术测量了从明亮活动星系释放的光线沿着不同路径传播至地球的距离，通过理解每个路径的传播时间和有效速度，研究人员推断出星系的距离，同时可分析出它们膨胀扩张至宇宙范围的详细情况。　科学家经常很难识别宇宙中遥远星系释放的明亮光源和近距离昏暗光源之间的差异，引力透镜回避了这一问题，能够提供远方光线传播的多样化线索。这些测量信息使研究人员可以测定宇宙的体积大小，并且天体物理学家可以用哈勃常数进行表达。　KIPAC研究员菲尔－马歇尔(Phil Marshall)说：“长期以来我们知道透镜能够对哈勃常数进行物理性测量。”而当前引力透镜实现了非常精确的测量结果，它可以作为一种长期确定的工具提供哈勃常数均等化精确测量，比如：观测超新星和宇宙微波背景。他指出，引力透镜可作为天体物理学家的一种最佳测量工具测定宇宙的年龄。

编辑本段宇宙结构观念的发展

众多的观点

　　远古时代，人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态，他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造

璀璨的宇宙星空作出推测。在中国西周时期，生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为，天穹像一口锅，倒扣在平坦的大地上；后来又发展为后期盖天说，认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上，而象则站在巨大的龟背上，公元前7世纪末，古希腊的泰勒斯认为，大地是浮在水面上的巨大圆盘，上面笼罩着拱形的天穹。 也有一些人认为，地球只是一只龟上的一片甲板，而龟则是站在一个托着一个又一个的龟塔

地球原来是球形

　　最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承，但直到1519～1522年，葡萄牙的F麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ，地球是球形的观念才最终被证实。

地心说、日心说和万有引力定律

　　公元2世纪，C托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星运动的不均匀性，他还认为行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年，N哥白尼提出科学的日心说，认为太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到：地球是绕太阳公转的行星之一，而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系── 太阳系的主要成员。1609年，J开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了哥白尼的日心说，同年，伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空，用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年，I牛顿提出了万有引力定律，深刻揭示了行星绕太 自然颜色下的土星

阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。在这以后，人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

宇宙里不光只有银河系

　　在哥白尼的宇宙图像中，恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年，乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天，认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶，由于E哈雷对恒星自行的发展和J布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计，布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶，T赖特、I康德和JH朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法，用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例，1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图，从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中，H沙普利发现了太阳不在银河系中心、JH奥尔特发现了银河系的自转和旋臂，以及许多人对银河系直径、厚度的测定，科学的银河系概念才最终确立。 太阳

18世纪中叶，康德等人还提出，在整个宇宙中，存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程，直到1924年，才由EP哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

河外星系离我们越来越近

　　近半个世纪，人们通过对河外星系的研究，不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统，而且已使我们的视野扩展到远达大约200亿光年的宇宙深处。

编辑本段宇宙演化观念的发展

宇宙

　　在中国，早在西汉时期，《淮南子·俶真训》指出：“有始者，有未始有有始者，有未始有夫未始有有始者”，认为世界有它的开辟之时，有它的开辟以前的时期，也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊，也存在着类似的见解。例如留基伯就提出，由于原子在空虚的空间中作旋涡运动，结果轻的物质逃逸到外部的虚空，而其余的物质则构成了球形的天体，从而形成了我们的世界。　太阳系概念确立以后，人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年，R笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说；1745年，GLL布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说；1755年和1796年，康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

编辑本段银河系

　　1911年，E赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图；1913年，伯特兰·阿瑟·威廉·罗素则绘出了恒星的光谱-光度图，即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始，先收缩进入主序，后沿主序下滑，最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ，亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系；1937～1939年，CF魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定，并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究，起步较迟，目前普遍认为，它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。 银河系

1917年，A阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型，奠定了现代宇宙学的基础。1922年，GD弗里德曼发现，根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程，宇宙不一定是静态的，它可以是膨胀的，也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙，后者对应于闭合的宇宙。1927年，G勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比，建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶，G伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型，他们还预言，根据这一模型，应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此，许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年，美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了大爆炸前期暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

编辑本段宇宙图景

　　当代天文学的研究成果表明，宇宙是有层次结构的、像布一样的、不断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。　层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八颗行星：水星金星地球火星木星土星天王星海王星。 （冥王星目前已被从行星里开除，降为矮行星）。除水星和金星外，其他行 蜘蛛星云

星都有卫星绕其运转，地球有一个卫星 月球，土星的卫星最多，已确认的有28颗。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。太阳占太阳系总质量的9986%，其直径约140万千米，最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米（以冥王星作边界）。有证据表明，太阳系外也存在其他行星系统。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。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内，从侧面看很像一个“铁饼”，正面看去则呈旋涡状。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。现已观测到大约有10亿个。星系也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更大、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。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间，它称为总星系。 麦哲伦星云&amp

宇宙历史

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　　宇宙的不断膨胀

宇宙大爆炸图册(6张)　　一般认为，宇宙产生于150亿年前一次大爆炸中。大爆炸后30亿年，最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿～30亿年，类星体逐渐形成。大爆炸后100亿年，太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。　大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不再膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。　大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争，爆炸产生的动力是一种斥力，它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力，它会阻止天体远离，甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关，因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀，还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小，这完全取决于宇宙中物质密度的大小。 宇宙内围为引力,宇宙外围为斥力(暗能量)

　　理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度，宇宙就会一直膨胀下去，称为“开宇宙”；要是物质的平均密度大于临界密度，膨胀过程迟早会停下来，并随之出现收缩，称为“闭宇宙”。　问题似乎变得很简单，但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×8^-30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间，如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间，那么，平均密度就只有2×10^-31克/厘米3，远远低于上述临界密度。　然而，种种证据表明，宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质，其数量可能远超过可见物质，这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过，就目前来看，开宇宙的可能性大一些。　恒星演化到晚期，会把一部分物质（气体）抛入星际 NGC 5139 半人马座Ω

空间，而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程中气体可能越来越少（并未确定这种过程会减少这种气体。）。以致于不能再产生新的恒星。10^14年后，所有恒星都会失去光辉，宇宙也就变暗。同时，恒星还会因相互作用不断从星系逸出，星系则因损失能量而收缩，结果使中心部分生成黑洞，并通过吞食经过其附近的恒星而长大。（根据质能守恒定律,形成恒星的气体并不会减少而是转换成其他形态。所以新的恒星可能会一直产生)　10^17～10^18年后，对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星，这时，组成恒星的质子不再稳定。10^32年后，质子开始衰变为光子和各种轻子。10^71年后，这个衰变过程进行完毕，宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。　10^108年后，通过蒸发作用，有能量的粒子会从巨大的黑洞中逃逸出。宇宙将归于一片黑暗。这也许就是开宇宙“末日”到来时的景象，但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。（但质子是否会衰变还未得到结论，因此根据质能守恒定律。宇宙中的质能会不停的转换。）　闭宇宙的结局又会怎样呢？闭宇宙中，膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍，那么根据一种简单的理论模型，经过400～500亿年后，当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时，引力开始占上风，膨胀即告停止，而接下来宇宙便开始收缩。　以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样，大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后，宇宙的平均密度又大致回到目前的状态，不过，原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年，宇宙背景辐射会上升到400开，并继续上升，于是，宇宙变得非常炽热而又稠密。 在坍缩过程中，星系会彼此并合，恒星间碰撞频繁。　这些结局也只是假想推论的。　　近几年来，一批西方的天文学家发表了关于“宇宙无始无终”的新论断。他们认为，宇宙既没有“诞生”之日，也没有终结之时，而就是在一次又一次的大爆炸中进行运动，循环往复，以至无穷的。 至于“宇宙无始无终”的新论是否正确，科学家认为，过几年国际天文学界可望对此做出验证。

编辑本段宇宙的创生

　　1有些宇宙学家认为，暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点，这种观点之所以在以前不能为人们接受，是因为存在着许多守恒定律，特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展，重子数有可能是不守恒的，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。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面：①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无，则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践，而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型，我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分，在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的，这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式，并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”，因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”，那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大，作为一个有限的物质体系 ，也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来，认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的，应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式，把“无”和“有”作为一对逻辑范畴，探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式，转化为“有”——已知的物质和能量形式，这在认识论和方法论上有一定意义。　2 宇宙是如何起源的？空间和时间的本质是什么？这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩，而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。　目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理学家伽莫夫等人，又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后，经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。　宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白，即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。况且从能量与质量的正比关系考虑，一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢？　人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的，在宇宙范围，时间没有衡量标准。譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢？　1929年，美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。　宇宙中星系间距离非常非常遥远，光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱，那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大，能量辐射就强，因此我们观察到的红移量极大的星系，当然是质量极大的星系。这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系（除极少数距银河系很近的星系，如大、小麦哲伦星系外）则很难观察到，于是我们现在看到的星系大多呈红移。而银河系内的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的红移紫移数量大致相等。　导致星系红移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的，不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。因此，从地球看到的紫移星系范围很窄，数量极少，只能是与银河系同一方向运动的，前方比银河系小的星系；后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。　宇宙中的物质分布出现不平衡时，局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化，但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分（不是全部）可见星系与地球之间距离的远近变化，不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。　1994年，美国卡内基研究所的弗里德曼等人，用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时，得出一个80～120亿年的年龄计算值。然而根据对恒星光谱的分析，宇宙中最古老的恒星年龄为140～160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。　1964年，美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射，是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的，3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用，在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。　至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题，氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构，它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。在宇宙大尺度范围中，不仅氦元素的丰度相似，其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且，各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的，并不是始终保持一副面孔，所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。　大爆炸宇宙论面临的难题还有，如果宇宙无限膨胀下去，最后的结局如何呢？德国物理学家克劳修斯指出，能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程，适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件，在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量，他把这个物理量取名为“熵”，孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域，不可能出现绝对均匀的状态。所以，那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时，宇宙就会进入一片死寂的永恒状态，最终“热寂”而亡的结局，是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。　根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态，星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要，从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影，那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。　奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着重要的启迪作用，大至旋涡星系，小至DNA分子，都是在这种螺旋线中产生。大自然并不认可笔直的形式，自然界所有物质的基本结构都是曲线运动方式的圆环形状。从原子、分子到星球、星系直到星系团、超星系团无一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此，确立一个“螺旋运动形态宇宙模型”，比那种作为所有物质总和的“宇宙”却脱离曲线运动模式而独辟蹊径，以直线运动方式从一个中心向四面八方无限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能体现真实的宇宙结构形态。

编辑本段大爆炸宇宙模型

理论简介

　　（big-bang model）　一种广为认可的宇宙演化理论。其要点是，宇宙是从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生的。时间至少发生在100亿年前。这种模型基于两个假设：第一是爱因斯坦提出的，能正确描述宇宙物质的引力作用的广义相对论；第二是所谓宇宙学原理，即宇宙中的观测者所看到的事物既同观测的方向无关也同所处的位置无关。这个原理只适用于宇宙的大尺度上，而它也意味着宇宙是无边的。因此，宇宙的大爆炸源不是发生在空间的某一点，而是发生在同一时间的整个空间内。有这两个假设，就能计算出宇宙从某一确定时间（称为普朗克时间）起始的历史，而在此之前，何种物理规律在起作用至今还不清楚。宇宙从那时起迅速膨胀，使密度和温度从原来极高的状态降下来，紧接着，预示质子衰变的一些过程也使物质的数量远超过反物质，如同我们今天所看到的一样。许多基本粒子在这一阶段也可能出现。过了几秒钟，宇宙温度就降低到能形成某些原子核。这一理论还预言能形成一定数量的氢、氦和锂的核素，丰度同今天所看到的一致。大约再过100万年后，宇宙进一步冷却，开始形成原子，而充满宇宙中的辐射则在宇宙空间自由传播。这种辐射称为宇宙微波背景辐射，它已经被观测所证实。除了原始物质和辐射外大爆炸理论还预言，现在宇宙中应充满中微子，它们是无质量或无电荷的基本粒子。现在科学家们正在努力找寻这种物质。

《去到你的宇宙》是一首表达爱的歌曲，歌词中描述了一个人想要去到另一个人所在的宇宙，与TA相遇相知相爱的情感。歌曲表达了对爱情的向往和追求，以及对爱情的珍视和坚持。

这首歌曲的主题不仅仅是爱情，也可以被视作对梦想、未知事物的探索和追求。人们总是对未知世界充满好奇和向往，这首歌曲也象征着我们对未知领域的渴望和勇气。

在扩展内容方面，这首歌曲的旋律优美动听，歌词简单易懂，是一首很适合放松心情、享受音乐的歌曲。此外，这首歌曲也被用于**、电视剧等作品的插曲，成为了人们熟悉的一首歌曲。

《宇宙的极致浪漫》是一部由彼得·桥创作的科幻小说，讲述了一个关于太空探险和人类的命运之谜的故事。彼得·桥（Peter F Hamilton）是英国著名科幻小说作家，他是当下科幻小说领域中最重要的作者之一。他的作品以宏大的叙事、详细的描述和人物塑造广受读者喜爱。

彼得·桥出生于1960年，曾经从事过科技工作。他的作品以细节入微的科学描写和独特的宇宙观点受到广泛赞誉。除了《宇宙的极致浪漫》，彼得·桥的其他代表作品还包括《皇后的光辉》系列、《尼尔福格的秘密》系列等。他的作品虽然宏大，但也不失温柔，展现出人性的美好和感人的情感。

《宇宙的极致浪漫》作为彼得·桥的代表作之一，以其独特的宇宙观、新奇的故事情节和细腻的人物刻画，成为了许多科幻小说爱好者的经典之一。在小说中，彼得·桥巧妙地融合了宇宙、科技和人性的多种因素，演绎了一场关于命运、爱与劫数之间的战争，赋予科幻小说以更深刻的针对人类社会的思考，从而得到了更广泛的读者群体的支持。

从古代神话传说，到现代火箭、卫星的发射，到载人航天飞船的太空遨游，人类一直在为探索宇宙的奥秘做着不懈的努力。

地球之外是否有生命的存在，也是科学家们一直在探索的宇宙生命之谜，希望大家从现在开始，努力学习，长大后亲自去揭开这个谜，给我们人类提供更广阔的生存空间。

自4月24日第六个“中国航天日”以来，中国航天又迎来了几次突破和进展：先是4月29日，中国首个空间站天和核心舱发射成功，准时进入预定轨道。中国载人空间站核心舱天和核心舱全长约181米，最大直径约42米，发射质量20-22吨。这标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。这是自天问一号探测器2020年7月23日发射以来，时隔290天，传回的好消息。5月19日，国家航天局发布祝融号首拍照片，说明祝融号火星车一切正常。这离4月24日“中国航天日”命名火星车为“祝融号”还不到一个月。这一系列的中国航天新进展令国人振奋不已。

本期书单，我们聚焦宇宙 探索 和航天梦，尤其是火星探测，感受 科技 突破给我们带来太空之旅的震撼力量。去年底，百道网还曾推出过“敢上九天揽月！探月主题书单”，可参看。

人民邮电出版社近期出版的《欢迎来到宇宙 跟天体物理学家去旅行》，是由美国普林斯顿大学天文学通识课编写而成，内容涵盖行星、恒星、星系、黑洞、虫洞、时间旅行、多重宇宙、外星生命等方面，从基础天文知识到前沿进展，重新演绎时间简史。集通俗性、趣味性和严谨性为一体。该社出版的《火星奇观：红色星球新揭秘》是一本 探索 火星这一红色行星的入门图书，能满足你对火星的好奇心。较早出版的《暗淡蓝点：探寻人类的太空家园》，是一部描绘人类在宇宙中时空坐标与地位的巨著，也是20世纪最具影响力的科普著作之一。

近期出版的《空间站简史：前往下一颗星球的前哨》，是一部精彩而动人的空间站简史，两个世纪以来人们关于空间站的设想与实践尽在其中。对于了解中国空间站后续的建设和运行，无疑是很好的助益。

《逐梦火星 : 我们的红色星球之旅》追溯了人类从20世纪60年代起陆续实施的一系列火星探测任务，探讨了超大推力火箭、空间推进器、行星际生命保障系统、、安全降落载具和返回载具等技术，分析了新一轮的太空竞赛，并展望了人类未来可能实现的火星生活。

浙江人民出版社《观星指南：轻松成为观星达人》，是台湾地区科学教育学会终生成就奖得主施惠教授的全新力作。让普通人通过日常观看东西方共有的星空，能够探讨“观象定位授时”的内涵等天文学知识。 《火星移民指南》，展示了人类在现有 科技 能力的条件下，“火星一号”的移民先驱将要面临的科学、技术、经济、 社会 、文化、心理等层面的艰巨挑战。

《火星，我来了》，以人类对火星的了解及探测时序为主线，从中国的“荧惑守心”开始，讲述人类对火星的探测和关于火星的知识，探讨了火星生命存在问题，以及与地球生命的关系。作者还讲述了中国即将进行的火星探测活动。

中州古籍出版社《璇机玉衡》，从天文台开始，介绍中国历代包括圭表、日晷、浑仪、浑象、漏刻为主的天文仪器，并展示了古人所使用的天文理论和技术，以及应用这些技术所得到的星表和星图。是对传统天文学史上的重要遗产的研究和总结。

山东科学技术出版社《星大如桃：古代天文观测的目视尺度》，对中国古代天文观测中的“客星大如桃”、彗星“长一丈五尺”等现象做了深入分析，揭示出其中隐含的半径约13米的目视天球模型，在此基础上将古今中外类似的观测记录统一起来，并进一步提出了校正目视尺度误差的方法。可以帮助读者在天文观测上贯通古今。《在屋顶寻找宇宙尘埃》，是关于陨石的研究，郑永春博士审阅。可供陨石爱好者欣赏、阅读。

海南出版社《我们身处的宇宙究竟有多古怪？》，是一本名家经典科普书，一本外行也能看懂的专业书。其中有爱因斯坦与相对论相爱相杀的人生传奇。《霍金的宇宙：现代物理和天文学的故事》，是一本不可多得的有关现代物理和天文学发展 历史 和前沿的科普读物。

上海交通大学出版社《 科技 成就中国》、《问天之路——中国航天发展纪实》，展现了70年来我国 科技 事业的发展历程、主要成就、关键节点和 历史 意义以及中国航天 科技 的大发展、大跨越、大辉煌。

首都经济贸易大学出版社《把成功作为信仰—航天工程质量管理》，揭示了中国航天作为“中国第一世界名牌”的成功理念和深层原因。

外语教学与研究出版社《冥王星沉浮记》，是一部迄今无出其右的冥王星传记。它不只是一本简单的科学知识书，更是一部带有人文色彩的科学故事，能够引起读者 情感 共鸣。

科学出版社《火星探测器进入、下降与着陆过程的导航、制导与控制》“恐怖”七分钟，展现了火星探测 科技 的复杂和步步惊心。《筑梦天宫：从万户飞天到中国空间站》记录了中国人从万户飞天以来的太空 探索 历程，描述了在中国太空实验室天宫二号上进行的诸多意义重大的科学实验，向广大读者立体呈现出了空间科学实验的无穷魅力。

对火星的想象，还体现在科幻小说还有《火星生活》这样的诗歌作品中。这里就不一一介绍了。

这里发布的书单均依据百道图书选品后台和百道好书大数据制作，书店、图书馆以及阅读推广机构对平台与数据有兴趣体验与试用的，还有出版机构有需要推荐相关图书到书单的，请邮件垂询：bd@bookdaocom。

No1 欢迎来到宇宙 跟天体物理学家去旅行

出版社：人民邮电出版社

作者：尼尔·德格拉斯·泰森（Neil,deGrasse,Tyson）,J,理查德·戈特（J,Richard,Gott）,迈克尔·A,施特劳斯（Michael,A,Strauss）

出版时间：2021-05

No2 空间站简史：前往下一颗星球的前哨

出版社：四川科学技术出版社

作者：[美]罗恩·米勒，[美]加里·基特马赫，[美]罗伯特·珀尔曼

出版时间：2021-05

No3 登陆火星：红色行星的极客进程（全彩）

出版社：电子工业出版社

作者：[美]罗德·派尔（Rod Pyle）

出版时间：2021-02

No4 解密好奇号：火星巡视探测器任务与设计

出版社：中国宇航出版社

作者：谢更新，张玉花

出版时间：2021-01

No5 发现宇宙

出版社：北京联合出版公司

作者：[英] 约翰·D·巴罗（John D Barrow）

出版时间：2020-12

No6 逐梦火星:我们的红色星球之旅

出版社：重庆大学出版社

作者：[英]安德鲁·梅

出版时间：2020-10

No7 首次火星漫步——在新行星上的初探（Springer航天技术译丛）

出版社：清华大学出版社

作者：[英]戴维·J谢勒,安德鲁·萨尔芒,迈克尔

出版时间：2020-09

No8 观星指南：轻松成为观星达人

出版社：浙江人民出版社

作者：施惠 著

出版时间：2020-08

No9 火星，我来了

出版社：中国科学技术出版社

作者：(美)李杰信

出版时间：2020-07

No10 璇机玉衡：天文观测与仪器台站·华夏文库 科技 书系

出版社：中州古籍出版社

作者：吕传益

出版时间：2020-06

No11 领先 科技 丛书·中国航天简史

出版社：上海科学技术文献出版社

作者：吴沅

出版时间：2020-06

No12 下一站火星

出版社：电子工业出版社

作者：毛新愿

出版时间：2020-04

No13 星大如桃：古代天文观测的目视尺度

出版社：山东科学技术出版社

作者：王玉民 著

出版时间：2020-03

No14 我们身处的宇宙究竟有多古怪？

出版社：海南出版社

作者：[美] 伊拉·马克·爱格多尔

出版时间：2020-03

No15 知物·红色星球 “天问一号”火星之旅背后的科学原理

出版社：机械工业出版社

作者：[英]贾尔斯·斯帕罗,[Giles,Sparrow]

出版时间：2020-03

No16 科技 成就中国

出版社：上海交通大学出版社

作者：黄庆桥 主编

出版时间：2020-02

No17 火星全书：从45亿年前至今的火星全记录

出版社：北京联合出版公司

作者：[英]大卫·M·哈兰德

出版时间：2019-12

No18 火星生命——前往须知

出版社：上海科学技术出版社

作者：[美]戴维·温特劳布

出版时间：2019-11

No19 把成功作为信仰—航天工程质量管理

出版社：首都经济贸易大学出版社

作者：李洪 主编

出版时间：2019-10

No20 打破重力束缚：NASA之前的航天故事

出版社：漓江出版社

作者：[美] 艾米·希拉·泰特尔（Amy Shira Teitel） 著

出版时间：2019-08

No21 冥王星沉浮记（精装）

出版社：外语教学与研究出版社

作者：[美] 尼尔·德格拉斯·泰森 著

出版时间：2019-07

No22 人类的未来：移民火星、星际旅行、永生以及人类在地球之外的命运 外的

出版社：中信出版集团

作者：美加来道雄

出版时间：2019-07

No23 星际奥秘·从地球出发的宇宙 探索 之旅：火星零距离

出版社：浙江教育出版社

作者：郑永春

出版时间：2019-03

No24 在屋顶寻找宇宙尘埃

出版社：山东科学技术出版社

作者：挪乔恩·拉森

出版时间：2018-12

No25 下一站火星：马斯克、贝佐斯与太空争夺战

出版社：湖南科学技术出版社

作者：[美]克里斯蒂安·达文波特（Christian,Davenport）

出版时间：2018-12

No26 问天之路——中国航天发展纪实（精装）

出版社：上海交通大学出版社

作者：李选清 柳钢 编著

出版时间：2018-04

No27 再造一个地球——人类移民火星之路（第2版）

出版社：北京理工大学出版社

作者：欧阳自远 刘茜

出版时间：2018-01

No28 中国航天事业为什么能成功(第一卷 第二卷 第三卷)

出版社：北京大学出版社

作者：刘纪原

出版时间：2017-12

No29 火星探测器进入、下降与着陆过程的导航、制导与控制：“恐怖”七分钟

出版社：科学出版社

作者：夏元清

出版时间：2017-11

No30 天外有天系列·火星：人类的第2故乡

出版社：上海科学技术文献出版社

作者：吴沅 著

出版时间：2017-11

No31 火星移民指南

出版社：浙江人民出版社

作者：［美］诺伯特·克莱弗特（Norbert Kraft） ［荷］詹姆斯·卡斯（James RKass） ［加］雷伊·卡斯（Raye Kass） 编著

出版时间：2017-07

No32 火星（MARS：A Photographic Exploration）（精装）

出版社：北京美术摄影出版社

作者：[法] 弗朗西斯·罗卡尔，[美] 阿尔弗雷德麦克伊文，[法] 沙维叶·巴莱尔

出版时间：2017-05

No33 火星科学概论

出版社：上海 科技 教育出版社

作者：欧阳自远，邹永廖 编

出版时间：2017-04

No34 火星地理：探寻和认识遥远的红色星球

出版社：湖南科学技术出版社

作者：[美] K玛丽亚·D莱恩(K Maria D Lane) 著

出版时间：2017-04

No35 国家地理火星零距离（精装）

出版社：北京联合出版公司

作者：（美）马克·考夫曼

出版时间：2017-02

No36 火星奇观：红色星球新揭秘

出版社：人民邮电出版社

作者：[英]贾尔斯·斯帕罗

出版时间：2017-01

No37 好奇号：火星车太空 探索 记

出版社：湖南科学技术出版社

作者：（美）罗格·维恩斯

出版时间：2016-11

No38 筑梦天宫：从万户飞天到中国空间站

出版社：科学出版社

作者：中国科学院空间应用工程与技术中心

出版时间：2016-11

No39 TED 思想的力量系列：我们为什么要去火星？（精装）

出版社：中信出版集团

作者：[美]史蒂芬·彼得拉内克

出版时间：2016-07

No40 霍金的宇宙：现代物理和天文学的故事

出版社：海南出版社

作者：[英]戴维·费尔津

出版时间：2016-05

No41 赶往火星：红色星球定居计划（原著修订版）

出版社：科学出版社

作者：[美] 罗伯特·祖布林，[美] 理查德·瓦格纳 著

出版时间：2016-03

No42 在火星上退休（精装）

出版社：上海人民出版社

作者：[美]亚当·杰佛逊 著

出版时间：2015-05

No43 月球和火星遥感制图与探测车导航定位

出版社：科学出版社

作者：邸凯昌，刘召芹，万文辉，彭曼

出版时间：2015-03

No44 中国火星纪事:中国火星题材科幻小说佳作选

出版社：新星出版社

作者：刘维佳

出版时间：2020-09

No45 火星孤儿

出版社：人民文学出版社

作者：刘洋

出版时间：2018-12

No46 火星编年史（布拉德伯里逝世5周年精装纪念版）

出版社：上海译文出版社

作者：[美]雷·布拉德伯里

出版时间：2017-08

No47 火星三部曲红火星

出版社：重庆出版社

作者：[美]金斯坦利罗宾逊

出版时间：2016-12

No48 火星崛起三部曲(共3册)

出版社：江苏凤凰文艺出版社

作者：皮尔斯·布朗

出版时间：2016-04

No49 火星救援

出版社：译林出版社

作者：[美] 安迪·威尔

出版时间：2015-10

No50 诗苑译林：火星生活（精装）

出版社：湖南文艺出版社

作者：美特蕾西·K·史密斯

出版时间：2018-03