宇宙为什么会是无限的


自古以来,人类便开始追寻宇宙的起源和演变之旅。似乎每个时代的精英学者都未曾停止对这片浩渺星空的探索,这一探索的脚步一直延续至今。

提及科学巨匠牛顿,他提出的万有引力定律统一了物理学的天地规律,他也面临了一个难题:宇宙是如何诞生的?牛顿将其称之为“第一推动力”,他穷其一生探索这个问题,但答案似乎仍然遥不可及。

我们可以想象这样一个场景,如果万物都按照牛顿的万有引力定律向某个中心,那么宇宙应该会收缩到一个点。我们所观察到的宇宙并非如此。牛顿因此提出了一个假设,他认为宇宙是无限大的,引力在各个地方都达到平衡,从而阻止了宇宙的收缩。关于那最初的一推之力,牛顿也无法给出答案。

当我们谈论研究宇宙整体演化的理论时,称之为宇宙学。在这门学科的探索历程中,出现过许多杰出的人物,从古代的亚里士多德、托勒密、哥白尼、开普勒,到现代的牛顿、爱因斯坦等。如今,宇宙学的主流理论是ΛCDM模型,其中Λ代表暗能量,CDM代表冷暗物质。这一模型预示着宇宙学研究未来的方向,即探索暗能量和暗物质的奥秘。

而ΛCDM模型是建立在宇宙大理论的基础之上的。这一理论可以追溯到爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦在提出这一理论时,曾认为宇宙是静态的。许多科学家认为宇宙实际上是不断膨胀的。这一观点在上世纪20年代得到了天文学家哈勃的观测支持。他发现大多数都在远离我们,并且距离越远,远离的速度就越快。这一现象说明空间本身在膨胀,而非在运动。哈勃的发现宣告了爱因斯坦加入的宇宙学常数是多余的。此后,宇宙大理论得到了更多的证据支持,包括宇宙的氦元素丰度和宇宙微波背景辐射的发现。这些证据共同构成了宇宙大理论的关键证据链。随着时间的推移和粒子物理学的加入,科学家对宇宙大的演化过程进行了深入的研究和详细的描绘。如今的宇宙诞生于大约138亿年前的一次大中,物质粒子在后的四分钟内形成。随着时间的推移,宇宙逐渐冷却并变得透明,原子结构得以形成,太阳系也在大约46亿年前诞生。那么宇宙大之前是什么样子呢?霍金曾给出一个解释:宇宙包含了物质、能量、时间和空间等一切内容组合为一体事物组合结构雏形尚处于孕育发展中格局类似初生状态所以它没有更存在形态的问题这其实至今仍未得到科学界的广泛接受且仍然是一个待解的谜团就像牛顿曾经纠结过的第一推动力问题一样令人困惑不已不过无论结果如何人类对于宇宙奥秘的探索永不停步。