expanding universe是什麼意思,expanding universe的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
[相對][天物] 膨脹宇宙;擴展宇宙
例句
How do you create relationships in a constantly expanding universe?
在一個不斷膨脹的宇宙,你能怎樣去建立新的關系呢?
The story of the expanding universe and how it was shown to be wrong!
宇宙膨脹的故事,它是怎麼證明是錯的!
There is indeed an expanding universe, and it is formed in the eternal present.
确實有個正在擴展中的宇宙,而它是在永恒的現在被形成。
This brisk bounce-back could have been what led to the expanding universe that we see today.
這也許就可以解釋我們現在所處的這個宇宙的狀況。
The arrows indicate the direction of evolution of the parameters in an expanding universe.
箭頭表明宇宙的膨脹在參數的方向進化。
專業解析
"膨脹宇宙"(Expanding Universe)是現代宇宙學的核心概念,指宇宙的空間本身正在隨時間持續擴張,導緻星系之間的距離不斷增大。這一理論徹底改變了人類對宇宙起源和演化的認識。以下是詳細解釋:
一、 核心含義與觀測證據
- 空間本身的擴張: "膨脹宇宙"并非指天體在固定空間中向外運動,而是指承載星系的空間結構本身在膨脹。這導緻所有未被引力束縛的星系團之間的距離都在增大,如同氣球表面上的點隨着氣球膨脹而彼此遠離。最直接的證據來自哈勃定律:觀測發現遙遠星系發出的光波長普遍變長(紅移),且紅移量與星系距離成正比,表明星系正在遠離我們,且距離越遠,遠離速度越快 (來源:NASA Science - Hubble's Law)。
- 宇宙微波背景輻射(CMB): 這是宇宙大爆炸後約38萬年時留下的"餘晖"。其近乎完美的均勻性(各向同性)是早期宇宙高度均勻的證據,而微小的溫度漲落(各向異性)則揭示了宇宙結構的種子。更重要的是,CMB的精确測量(如由普朗克衛星完成)為宇宙的年齡、組成和膨脹速率提供了最精确的限定 (來源:ESA Science - Planck)。
二、 理論基礎
- 愛因斯坦廣義相對論: 愛因斯坦的引力場方程描述了物質和能量如何彎曲時空。當應用于整個宇宙時,方程的自然解要求宇宙不能是靜态的,它必須要麼膨脹,要麼收縮。愛因斯坦最初為此引入了"宇宙常數"以維持靜态模型,但哈勃的觀測證實了動态膨脹的宇宙。
- 弗裡德曼方程: 基于廣義相對論,弗裡德曼等人推導出描述均勻、各向同性宇宙演化的方程(弗裡德曼方程)。這些方程将宇宙的膨脹速率(哈勃常數 $H_0$)與宇宙的物質能量組成(普通物質、暗物質、暗能量)和幾何聯繫起來:
$$
H = left( frac{dot{a}}{a} right) = frac{8pi G}{3} rho - frac{k c}{a} + frac{Lambda c}{3}
$$
其中 $a$ 是尺度因子(衡量宇宙大小), $dot{a}$ 是其變化率, $rho$ 是物質和輻射的平均密度, $k$ 是空間曲率, $Lambda$ 是宇宙常數(暗能量的一種形式)。
三、 宇宙膨脹的啟示與意義
- 大爆炸理論的關鍵支柱: 宇宙膨脹現象強烈指向宇宙起源于一個極熱、極密的初始狀态——大爆炸。膨脹是這一熾熱開端後自然演化的結果。
- 宇宙的組成與命運: 精确測量膨脹速率(哈勃常數 $H_0$)和宇宙的幾何,結合對宇宙微波背景輻射和星系分布等的觀測,揭示了宇宙主要由暗能量(約68%,驅動當前加速膨脹)、暗物質(約27%,提供引力束縛)和普通物質(約5%,構成恒星、行星和我們)組成。宇宙的最終命運(無限膨脹、收縮或撕裂)取決于這些組分的比例和性質 (來源:NASA Science - Dark Energy, Dark Matter)。
- 結構形成: 宇宙早期的微小密度漲落,在膨脹過程中被引力放大,最終形成了我們今天看到的星系、星系團等大尺度結構。
總結來說,"膨脹宇宙"描述了空間本身持續擴張的現象,其核心證據來自星系紅移和宇宙微波背景輻射的觀測,理論基礎是愛因斯坦的廣義相對論。這一概念是現代宇宙學的基石,揭示了宇宙起源于大爆炸,其演化、組成和最終命運都與持續的膨脹密切相關。
網絡擴展資料
"Expanding universe"(膨脹的宇宙)是天文學和宇宙學中的核心概念,指宇宙空間本身正在持續擴張的現象。以下是詳細解釋:
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基本定義
- 該術語由"expanding"(擴展/膨脹)和"universe"(宇宙)組成:
- Expanding:指三維空間尺度隨時間增長的過程,表現為星系間距離不斷增大
- Universe:包含所有已知物質、能量、空間和時間的整體
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科學内涵
- 1929年哈勃通過觀測星系紅移首次證實該現象,表現為:
- 星系距離地球越遠,退行速度越快(哈勃定律)
- 空間本身在膨脹,而非天體在靜态空間中移動
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理論支撐
- 大爆炸理論(Big Bang Theory)的核心依據:
$$ v = H_0 times D $$
其中$v$為退行速度,$H_0$為哈勃常數,$D$為距離
- 愛因斯坦廣義相對論通過場方程預言動态宇宙解
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觀測證據
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現代延伸
- 暗能量加速膨脹的發現(1998年諾貝爾物理學獎)
- 宇宙未來可能面臨"大撕裂"或"熱寂"等演化結局
該理論徹底改變了人類對宇宙演化的認知,相關研究仍在持續。如需更深入的天文學細節,可查閱NASA或ESA的宇宙學科普資料。
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