第二篇 三观
第三章、宏观
3.1宇宙的前世今生
“宇宙”在中国古籍最早出现的是《庄子-齐物论》:“旁日月,挟宇宙。”《文子·自然》:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。” 《尸子》:“上下四方曰宇,往古来今曰宙。”可见中国古人对世间万物早就有了一定的理解、认识。现在“宇宙”是万物的总称,是时间和空间的统一。近些年随着人类空间知识的不断积累,宇宙主要指的是:广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
宇宙的起源是一个很复杂的问题,从古至今,无数能人志士都在思考、探寻宇宙是什么时候、如何形成的。关于这个问题的争论也贯穿了整个人类的记载的历史。对于宇宙的生化在各个学派、宗教里面被讨论的比较多:中国道家认为:宇宙由混沌开始,清升浊降而成阴阳,阴阳交杂而生化万物;古希腊哲学家则认为宇宙是永恒不变的;各个宗教由于对于信仰的需要,他们所信奉的神应该给他们创造一个过去,于是稳定的、幸福的曾经吸引了更多的人追随,“稳恒态宇宙观”应运而生。
随着人类不断地进步,陆陆续续的产生许多关于宇宙的生化观点,但是大多站不住脚、矛盾太多。1929年科学家美国天文学家哈勃根据假说提出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。1946年美国物理学家伽莫夫总结前人的经验,正式提出大爆炸理论,认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。而这也是迄今为止最有影响的一种学说。该理论的建立基于了两个基本假设:物理定律的普适性和宇宙学原理(宇宙学原理是指在大尺度上宇宙是均匀且各向同性的)。
对于大爆炸学说,依旧还有很多的问题需要解决。人类的历史相对于星体、星系来说实在太短暂了,更别说整个宇宙了。对于宇宙的生成我们现在可以参考很多已知的演化来进行对比性推理。
宇宙间有很多很多星系、星云,星系与星云在宇宙中呈现絮状分布;星系里布满了恒星、星云,而现在有观测证明星云可以诞生恒星。所以我们把主要问题定为:星云是如何产生、演化的?解决了这个也就解决了现在宇宙的产生、演化的问题。
恒星、星云的组成主要是什么,这个可以参看下面的宇宙元素丰度表
一、物质的起始
1、 物质开始之前?
现在的科学已经可以观测到恒星可以诞生于星云中,那么行星也应该算是星云的次子了。在银河系以及各种已知星系中,星云都大量的存在其中。如果所有的星体都是产生于星云中,那么星云就是真正的“万星之母”了。星云的成分是气体云和尘埃云的混合物。那么我们不断地追寻,也许原点就在不远。
通过大量的观测,科学家们很早就了解到尘埃云是由大量的岩石物质的微粒和金属微粒组成的;而气体云则是大量的氢、氦、氧的气体组成。通过对恒星各个阶段的研究,尘埃是由恒星内合成的。由此我们推理,宇宙的初期必定是气体云占绝大多数。那么这些气体云又是怎么来的呢?
不断地追溯我们会遇到迷惑,最初的物质是怎么来的,还是物质从来就有的?关于我们的这个世界、宇宙以我们现在的观念来看都是物质的,但是物质是恒古存在的吗?这个问题的答案可能还要很久很久才能找到。在推理来说就是两个结果:一个是物质永恒存在;另一个是物质不是永恒的。不论哪一个都还是会让人产生疑问,之前是什么,有什么?爱因斯坦的方程E=MC*2,是不是说物质之前是能量呢,纯粹的能量世界!那又是一个什么样的精彩,这个需要未来的智者去思考、探索。
一些困惑,到底有没有物质的之前?有又怎么解释。无中生有?可以介绍太极的理念“无中生有”, 现代天文学的认知、猜测。 类比后的总结:无中生有怎么生,是有一点生,还是全部一下生出,亦或转变??
[if !supportLists]2、 [endif]物质开始的一、二、三。
物质的生成几乎是瞬间的,中国道家有句经典“道生一、一生二、二生三、三生万物”,只需要三步就可以生化出无穷来。在读湖南科学技术出版社翻译的英—约翰格里宾的《宇宙传记》“第七章化学元素从何而来”,有关于宇宙初期的元素形态描写。物质是瞬间生成的,只不过之歌瞬间发生了很多很多的额事情,
当瞬间之后,初始元素物质生成并且稳定了之后,才开始新的演化。属于物质的演化!
3、 轻元素点燃物质的轮回之火
在宇宙的初期,重元素是没有或者仅有微量的存在的,大量存在的是轻元素。可以说是宇宙间的第一颗恒星点燃了物质的轮回之火,通过恒星的加工,大量的重元素在不断的生成,组合再现,一直下去会是什么样子,不再有轻元素存在了吗?
气体云的诞生,开启轮回万物——.元素聚合
二、美丽的星系
1、星系的形状
随着现代科学技术的不断进步,我们对整个宇宙的探索、了解也更加的充实。宇宙间并不只有我们的太阳系、银河系,而是有无数的星系点缀其间。有时候仰望星空,那明亮的一点,可能是比我们银河系还要古老、庞大的星系群,哪里有很多很多比太阳还要大的多的“大太阳”。
对于星系一般分为三类:椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。对星系类型描述比较明确、广泛的要数“哈勃序列”,在哈勃星系分类法中:E表示椭圆星系,S是螺旋星系,SB是棒旋星系,S0是透镜星系。
椭圆星系
哈勃星系分类法根据椭圆星系椭率的估计进行分类,从E0,接近圆形的,到E7,非常瘦长的。这些星系,不论视线的角度是如何,都有着椭圆形的外观。她们看似没有任何的结构,而且相对来说星际物质的成分也很少。通常这些星系会有少量的疏散星团和少量新形成的恒星,取而代之的是老年的,与以各种不同方向环绕星系的中心,已经成熟的恒星为主。她们的一些性质类似小了许多的球状星团。
大部分的星系都是椭圆星系,许多椭圆星系相信是经由星系的交互作用,碰撞或是合并,产生的。她们可以长成极大的体积(与螺旋星系比较)而且巨大的椭圆星系经常出现在星系群的中心区域。星爆星系是星系碰撞后的结果,可能导致巨大椭圆星系的形成
NGC4486,同样位于室女座,属E1型椭圆星系。
NGC4479属于E4型椭圆星系,位于室女座。
NGC205椭圆星系,属于E6型,位于仙女座。
螺旋星系
在螺旋星系,螺旋臂的形状近似对数螺线,在理论上显示这是大量恒星一致转动造成的一种干扰模式。像恒星一样,螺旋臂也绕着中心旋转,但是旋转的角速度并不是常数,这意味着恒星会穿越过螺旋臂,螺旋臂则是高密度区或是密度波。当恒星进入螺旋臂,他们会减速,因而创造出更高的密度;这就类似波将在高速公路上的车速延缓一样。螺旋臂能被看见,是因为高密度促使恒星在此处诞生,因而螺旋臂上有许多明亮和年轻的恒星。
我们自己的星系,银河系,有时就简称为银河,是一个有巨大星系盘的棒旋星系,直径大约三万秒差距或是十万光年,厚度则约为三千光年;拥有约三千亿颗恒星(3×1011)和大约六千亿颗太阳的质量。
不规则星系
不规则星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy)外形不规则,没有明显的核和旋臂
没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍到十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。 它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系,另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同
类型:
NGC3034不规则星系,位于大熊星座。[2
以上关于星系的分类是摘自2015年4月14日星期二 《星系-百度百科》的资料。对于这种星系的分类方法,我个人认为仍旧不够系统。在这里补充一下我个人的观点:
三大类星系其实是星系演化中的各个不同阶段的表现。
第一:不规则星系应该是星系演化的初期。和末期表现,关于初期或者后期的判断是恒星的年龄以及,星云的成分。有些也可能是新老星系的交替时段,大量的恒星死亡后,喷射的物质形成“星云”酝酿新的恒星。
第二:关于螺旋星系,应该被视为标准“青年”星系模型。这是一个星系稳定成长到成熟阶段的标准模式,也属于星系的健康状态。之所以这么说,是螺旋星系是整个星系进入稳定运行的时期,此时整个星系的恒星大部分都是壮年、兴盛的时期。整个星系的各种力、场都是出于相对稳定的状态,大环境是平静的。所以这把整个定为星系标准模型是很适合的。这也是“不规则星系”的下一步状态。
第三:棒旋星系或者椭圆星系,属于星系的特殊阶段,或者衰老阶段。成熟阶段的星系由于比较稳定的内部环境,其整体能力有很大提升。这就会和其他星系发生一些“事件”,从而产生互相的影响。有的是碰撞;有的是交错;各种可能都有。但是最终不是这个星系更加的庞大,就是形成星系群。不管是哪一种,都会形成一种更大的整体效应。这个时间段可能是很漫长的,如果合并成更庞大的星系群体,那么两个或多个星系间必将有很多的恒星经历着生生死死的过程。整个新的大星系的外形也将不再是螺旋型,星系“吃饱了”也会发福的。
星系合并的结果,壮大了星系的同时也埋下很多的隐患。完全的融合是需要很长时间的。而新的星系中也在这长久的时间中有了裂隙。只要不发生连续的意外,也许可以真正走向完全的融合。时间对于星系也是很宝贵的,尽管它们的经历对我们来说似乎无穷的遥远。
星系会衰老,因为组成星系的恒星会衰老。在星系中非常重要或者庞大的星体的生死对整个星系可以起到很大的影响。年轻的时候皮肤光滑、有生气,年老的时候皱纹横生。星系也是这样的,当然表现为棒旋和椭圆外形的时候,星系只能算是开始衰老。他仍旧强壮。只有到了大多数恒星开始衰老、死亡的时候,才会进入不规则状态。
正轨:早期不规则星系(初期、无规则)螺旋星系(年轻、旺盛),后期棒状或者球形星系(碰撞、吞噬、衰老)
2、恒星的生化
现在关于星云可以生成恒星的理论,已经得到确认,并且不断的细化。那么是否所有恒星都是有着同样的模式生成呢,或者还有其他生成恒星模式还有待进一步的研究、发现。
现在确知的是星系里存在大量的星云物质。他们可以孕育大量的恒星。关于恒星在星云里生怎么生成的以及行星的生成方式,已经有很多科学家们在努力,并且取得了一些成果。我这里想说一下,关于星云生成星体的一些认识、推理。
现在的星体一般有恒星、类地行星,类木行星,小类地星体,这里关于恒星演化后所成的脉冲星、黑洞、白矮星等就不在细述。而只是详细说一下我对于星体的认知。
要说星体分类,就要先了解星云。星云(源自拉丁文的:nebulae或nebulæ,与ligature或nebulas,意思就是云pl.)是尘埃、氢气、氦气、和其他电离气体聚集的星际云。星云是一个复合组成,有气体和尘埃混合而成的合体。这里再说一下各组成星体的主要物质:恒星是由非固态、液态、气态的第四态等离子体组成,简单来说就是由大量的气体云和少量的尘埃构成;类地行星中央是一个以铁为主,且大部分为金属的核心,围绕在周围的是以硅酸盐为主的地凾的行星。;类木行星由内而外,中心有岩石核心、液态金属氢、液态分子氢、充满气体的大气层,表面有漩涡状的云层。另有行星环及为数众多的卫星环绕着。
之所以述说各主要星种的组成,是为了系统的概述星云是怎样生成星体的。这里在“建旋”的基础上,整个星云开始旋转、造星。依据星云的构成,在一片或者一团星云中将会有恒星和类木行星夹杂着类地行星的组合。
在整个星云中,星体的数量与星类和星云构成的成分、密度有直接的关系。现列举太阳系作为分析对象:
太阳系的原始星云的密度不是很高,尘埃和气体云的密度由内向外的递减。在中心形成了以太阳唯一恒星为首,类木行星为辅,类地行星相杂的现象。如果不考虑类地行星的话,那么整体也是由太阳、木星、土星、天王星、海王星等等由大到小递减的规则。参看下图
图中A(红色趋势线)线显示的是太阳系内恒星与类木星体的趋势, B(绿色趋势线)线显示了整个星云的密度递减情况。这是太阳系的整体情况,关于类地行星只是相杂期间的卫星,或者是像趋势末端的类地小行星体一样。
之所以那太阳系为例,是因为我们可以实际的详细的观察,数据更精细。以我们太阳系为参考,提出如下推理:
第一:星云所在星系位置对星云密度、成分有直接影响。(星系中星云密度由内向外是递减的)
第二:星云密度、面积、各成分含量对星类的形成有直接的影响(星系中星云中气体云所站星云比例也是由内向外递减的,尘埃物质则是相反的递增)
第三:星云密度、面积、各成分的含量星体大小、系统属性有直接的影响
依据以上三点总结、推理太阳系:
如果太阳系原始星云的密度再高一点,气体云占比再高一点。可能木星、土星会演化成恒星,而不是现在的类木行星。当然金星、水星、地球、火星等所谓的类地行星的分布也不是现在这个样子。
此论点认为,银河系外围形成类太阳系的小系统将会比较的多,而在银河系内部恒星以及类木行星体将会比较的多,类地行星相对较少(难以在多恒星系统中生存),即使有类地行星,的也会像水星一样不适合演化生命,或者如海王星外围的小行星带一样,漂流者很多小星体
通过诸多分析,我认为类木行星确切的来说是恒星生成的失败品,类木行星是恒星和类地行星之间的过度阶段,随着整个系统的向外扩散,有类恒星像类地行星不断靠拢,标志性就是,所含气体云逐渐减少,尘埃、硅酸盐、金属占比逐渐增多。
关于恒星的寿命、以及演化路径、最后总归宿,科学家们已经给出很详细的测算。我就不去细说了
也可以适当的概率一下
大的恒星寿命、恒星的一生、归宿等等介绍。
3、星体的组合
双星,多星,密集的恒星组合,恒星与行星(卫星)组合——太阳系,不成功的恒星体——类木行星。 星系的组成。星系与星系的组成
三宇宙一生的图景
一、星系星云演化星体的推理
对于星系中星云演化成为恒星的分布做了如下推理:
第一:在星系中内部1靠近中心的位置中,整体星云密度高、量大,星云中气体云相对于尘埃物占比要明显的高,所以该位置,存在星体多为恒星,基本很少存在类地星体和类木星体
第二:在星系中2圈内星云的密度相对于1中密度要低,尘埃在星云中占比要略高,此处为大量的的恒星区域。这里的类地星体也基本不存在,但是类木星体会有一些,且星体体积会很大。
第三:在星系中3圈内星云密度要低于2圈,尘埃密度会相对高于2圈。这里出现的恒星密度少于内部1、2圈,类木星体会相对增多。类地星体也会存在一些
第四:在星系中4圈的位置基本属于星系边缘处,此处的恒星体密度将会明显少于内部1、2、3圈。由于此处的星云密度低、面积小、重元素占比明显提高。类木星体会很普遍,类地星体、小星体更是非常的多,此圈也是生命体存在的最佳区域。
第五:星系外围的5圈,因为星云的稀疏恒星体的存在将会很少。类木星体相对较多,类地星体大多将以小星体或者流星的形式存在
整个星系中恒星由内向外是由多到少的分布,上面所说的密度、面积、星云构成占比都是以平均数值准。在星系内圈,类地星体很难生存,大多会被打碎后向外圈排挤。所以整个星系由内向外:恒星数呈递减趋势,类地行星数量呈递增模式。类木星体的分布是由内向外,有相似恒星的大气体星(含多气)逐渐向类地星体靠近的小(含少气体)气体星
二、宇宙的生化图形
整个宇宙的图形,现在科学家预测的是扁平的。我个人的理解也是如此,但是宇宙也是螺旋型的。要说宇宙模型,是不能用一个模型来表明全部的。宇宙发展的阶段不同,模型是有区别的。
,现代科学认为:宇宙具有各向同性的特征。那么从奇点开始的模型、或者演化方式是不同于后期的发展的。开始的“大爆炸”具备朝任何方向发展的可能,用以下图形来说明
这是第一阶段的发生图形,从一点开始向外瞬间、极速发散。
在宇宙初期,发展到一定阶段后,物质尤其是轻元素的大量产生后进入第二个阶段的演化,下图是演化成熟时期的常态模型:
其中主、侧视图,由于宇宙椭圆、扁平推理,所以可以认为是一样的。中间凸起是螺旋的作用,靠近内部的星系一定相对于外围更加的密集,可能形成非常大的星系群体。外围会相对分散一些。在俯视图上利用彩线对星系分布也进行了一些表述,成熟期的整个宇宙是螺旋的。宇宙的螺旋,会把宇宙变成扁平状。对于宇宙的暴涨模式将在下章描述
三、宇宙各个时期的特点
万物都有各自的演化细节,但是其演化模式却又有一定的相似性。下图是宇宙的演化推理模型:
这是一个简单的曲线图,下面我述说我的理解:
第一:孕育阶段
趋势线的起点并不是在“0”点,开始爆发之前会有一段酝酿的时期,这时期是最难解释的,这里要涉及到物质之前的问题,已在本文开头做了解说,就不在这里细说了。
第二:暴涨初期
从0到1这个阶段是宇宙的第一暴涨阶段,奇点开始到物质稳定或者轻元素生成,这个阶段所用时间很少很少。以轻元素的生成为本阶段终点。
第三:成长初期:一代恒星
1到2阶段,是初期恒星的演化阶段,也是宇宙暴涨的第二阶段。对于初期恒星,的演化,是轻元素大量生成,气体星云开始出现。从轻元素到达一定量之后,就会开始“建旋”,尝试向恒星的演化。
关于恒星的演化是要有一定的过程的,开始的气体云可能在初期的“建旋”过程中有很多失败的时候。在不断的、大量的“建旋”过程中,气体云内部即使无法形成星体,也会有加热的现象。此时也会有少量的稍重元素生成。
随着星云不断增多(轻元素的,出现并不是一下就全部形成的,这是一个需要耗时的过程),“建旋”将变得成熟。虽然初期建旋没有生成恒星体,但在不断地尝试中大量的星云被聚集在一定区域。随着旋转的不断扩大,初期的恒星必定是极度庞大的,寿命短暂的。大的恒星周围也可以形成一些稍小的恒星。
这种初期星体作用:可以生成一定的重元素;可以聚集宇宙中不断生成的气体云;造成宇宙的二度扩张;为接下来进入成熟宇宙创造需要的条件。
第三:进入宇宙成熟期
初期的一代恒星的寿命是短暂的,随着重元素的不断生成,星云的成分从几乎全部的由轻元素组成的气体云向现在星云结构演化,极度庞大的大恒星已经无法生成。,因为有着重元素的加入,星云在聚集到一定阶段后温度就已达到恒星要求,不再吸收物质。还有就是随着宇宙的发展“建旋”变的相当的容易,随着不断增加的星体,整个体统变的越来越复杂。恒星的大小的将出现明显的分化,并且逐渐小型化。
大量的恒星不断地生成,又一次加速了宇宙的扩张,这一次也是宇宙第三次扩张。在这一过程中,星云中的重元素将会随着恒星的不断生死而增多。轻元素的气体云将会不断的减少,在这里我认为当轻元素的气体云在星云中的占比平均小于61.8%的时候宇宙也许将会停止扩张,进入震荡后在气体云平均占比小于50%时宇宙将进入收缩阶段。
我们现在的而宇宙应该算是鼎盛时期,相对稳定。这个时期占整个宇宙一生的时间应该超过40%。此时漫天恒星点缀,整个宇宙都是美丽的、精彩。我们人类生在这个时期觉醒真是幸运的,我们还有一些时间来准备以应对未来更多复杂的情况。
第四:衰变的突来
3到4阶段是衰变的来领,此时会有大量的恒星死亡或濒临死亡。这个阶段将会变得非常的残酷,整个宇宙都将进入剧烈的动荡阶段,直到再次的聚拢星云,形成新的恒星群。
这个时期是战乱的开始,庞大的宇宙中难有无立身之寸地。大量的恒星爆发,到处都是混乱,这是无序的演化积累爆发,宇宙不会在这个阶段就会毁灭的。只是衰老了,所有发生的事情基本都是衰变。生存将变得非常艰难!
当然爆发之后的恒星也会生成大量的物质,组成新的星云,再次演化恒星,只不过此时的恒星的命运将变得悲惨,这个时间段的一切都生活在乱战之中。新的恒星将面对宇宙的收缩;一些恒星死亡后形成的“鬼星”或者说是黑洞的蚕食。这会经历一些时间,新的恒星在不断地生成、死亡。恒星一方的战斗将越来越弱。
第五:无情的虐杀
在4到5阶段是整个宇宙最黑暗的阶段,随着恒星体的不断减少,剩余的恒星体将会被虐杀、吞噬,这个宇宙最终将会被黑暗统治!这里面将会上演各种混战、乱战,黑洞吞噬恒星的过程中也会发生争斗、是融合还是消亡都可能。也许他们会因为争斗而放过嘴边的新生的恒星,最终两败俱伤,更或者消亡后突出大量的“物质”来,从而形成一个短暂的“乐园”也说不定。最终将会有超大的吞噬体君临宇宙,将黑暗传递!
第六:毁灭与新生
在5到6和6之后的阶段,将是一段漫长的寂灭期,是死亡也会是孕育。也许在上一阶段的那个新的恒星体运气足够的好,在诸多的巧合之下躲过了被吞噬的命运,带着他附近的星体在孤独的漂流,等待下一个宇宙新生的那一刻。我们也许会是其中之一吧!
3、我们将要面对的诸多美妙。
进入宇宙大跃进时代——太阳系家园——智慧相遇理性或者为了生存——人类的路还长着呢