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整个宇宙的能量来自什么地方
发布于2022-02-23 23:13:28
这个能量会不会有耗尽的一天
5
个回答
网友回答
2022-02-23
其实这个问题到现在
没有答案
。 从宇宙诞生的大爆炸(big bang)起 宇宙的形成 最初三分钟 宇宙的最初源头是一个
奇点
,即所谓的“
宇宙蛋
”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来
物质世界
的一切,包括天体和生命。大约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发。大爆炸震撼出时空,物质世界
破壳
面出,宇宙史的纪元从此开始。 刚刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10-32秒后,就暴胀到大约1光年的直径。在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐身均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿k高温的熔炉,所有物质被熬成一锅
基本粒子
汤。 紧接着,一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒了之间发生猛烈撞击,中了熔入质子形成了氦核。这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止。有约22%质量的物质聚合成氦核,余下的物质几乎为没有聚合的质子,即氢核,仅有十万分之几属于同位素
氦3
和氘,百亿分之几归之于锂。原始星云形成。 星系形成 构建原始宇宙的原生物质(主要是约78%的氢和22%的氦)的产生过程,在宇宙史的最初三分钟便告完成;在此后宇宙由于膨胀面冷却,如此大规模的
核合成
过程再也不可能发生了,而小规模的核合成也只有等到恒星产生以后。初生宇宙的空间充斥着极强壮的高能辐射,炽热惊人。原生物质氢核和氦核
均匀分布
在整个太空,它们之间的引力微弱,远不足以克服巨大的扩散压力和
辐射压
,因此列法凝聚成团。看来要打破这种物质均匀分布的状态,还有竺宇宙冷却到足够的程度。 光阴一分分,一年年地流逝着,30万年过去,宇宙的温度温度隐降到了4000K,然而其均匀状态依然如故;1000万年过去,宇宙中高能辐射冷却变成微波背景辐射,氢核和拟核形成了各自的原子,原子间的引力也终于战胜扩散压力和辐射压,在它的作用下渐渐形成了一个个物质密度较大的地区,并继续向中心收缩;原始星云就这样形成了。在宇宙诞生1000万年以后,由氢拟两种元素构成的巨大原始星云弥漫着太空,虽然非常稀薄,却表明宇宙物质不再处于均匀分布的状态,这预示了宇宙星光灿烂的未来。
恒星形成
原始星云在引力的作用下继续向中心聚集,并因星云间的
潮汐作用
开始旋转,渐渐形成一双凸透镜的形状。星云收缩使引力不断增强,从而促使旋转不断加速,而旋转加速又导致星云缘不稳定,从而裂成两个
旋臂
。旋臂上发生局部的凝结,每个凝块具有适当体积,可以在我们所见的恒星狭小限度内形成恒星。 以上过程不断进行着,整个星云最终演化成星系。宇宙中最初形成星系的时间大约是大爆炸后十亿年。通过
哈勃太空望远镜
,可以发现在我们星系以外的遥远空间里正在形成的其它星系,那正是几十亿年前形成这些星系的情形。目前用
天文望远镜
观测的星系总数须以10亿来计算,我们所在的银河系只是其中的普通一员而已。这些星系都是庞大的恒星集团,且距离我们极其遥远,因此称之为“岛宇宙”。十几个或几十个星系由引力维系在一起,组成
星系团
;随着宇宙的膨胀,星系团间正彼此远离。 恒星的生命历程 恒星是宇宙物质凝聚到一定程度的产物,它起源于
旋涡星云
臂上的一块区域。在这块区域物质较密集的部分,由于自身的引力较强,就会使物质聚集得更快,温度也上升更快,旋转得更快。这一过程逐渐加剧,当某一区域的
中心温度
上升到约1000万k时,就会引发热瓜反应,向外发放辐射,恒星的生命历程便开始了;而旋转速度达到一定值时,恒星就会分裂成互相绕行的双星或多星。 双星(或多星)是
恒星演化
的正常规程,而伴有行星的单星(例如太阳)则是恒星演化中极其 罕见的事件,大约在十万个恒星中才有一个,它的起源过程至今仍然只是一个猜想:在恒星演化的某一早期阶段,两个气体星运行到彼此邻近时,便产生了
潮汐波
。及至两星接近到某一
临界距离
时,这潮汐波即射出长臂状的物质,然后再裂成具有适当大小与特性的物体,形成像地球这样的行星。起源于原始星云中的恒星为
第一代恒星
,它们是由原生物质组成的
气体星球
。宇宙史纪元50亿年时,第一代恒星产生了,它们照亮了幽暗的太空,从此一个新的宇宙时代来临了。 恒星的生命历程 恒星形成后开始进入生命周期中的氢燃烧阶段,氢的原子
核聚变
成氦,并向外发放光和热。当恒星中的氢消耗掉10%时就发生收缩,恒星中心部位的温度升高到1 亿k以上。同时,由于
恒星内部
的活动,恒星外层被中心区域推开,膨胀的恒星变成一颗
红巨星
。于是,在星球密度很大温度极高的中心部分开始发生氦的燃烧,氦核聚变成铍,碳和氧。这一阶段一直延续到恒星中心部分的氦消耗殆尽,碳和氧所占的比例大致相等时才结束。 氦的燃烧阶段结束时,星球中心区域收缩,温度重新上升。在一些质量足够大(质量至少是太阳的4倍)的恒星里,中心的温度可以达到10亿k,碳和氧的燃烧得以开始,结果形成了钠,镁,硅和硫等元素。当恒星中心部分的碳和氧消耗殆尽并富含硅时,便开始了硅的燃烧阶段,硅转化成硫,氩和其它一些更重的元素。如果恒星通过收缩,能使内部温度升到30亿k左右,那么恒星便开始了它生命周期中的平衡阶段,形成铁及附近的一些元素。铁在所有元素中,其原子核最为稳定,因此一颗恒星能燃烧到生命的终结,将形成一个
铁球
,它的末日也便来临了。 垂死的恒星与自身的引力作着最后抗争,但最终还是跌进了引力深渊之中。外围各层数以万亿吨计的物质以每秒几成公里的速度朝核区
坍缩
,与核区发生了极为强烈的碰撞,这就是“超新星爆发”。爆发的巨大能量使恒星外围物质得以加热,铁吸收中子及能量后,在恒星熔炉的是最后阶段炼出了金,铅,铀等更重的元素。以上过程表明目前人类所利用的核 能(确切说应该是
核裂变能
)归根到底是久远的超新星爆发能,正如煤,石油所含的
化学能
是古老的太阳能一般。超新星爆发产生的巨大
激波
,将恒星外围的物质抛入广阔
无垠的太空
;这些物质由恒星各个燃烧阶段产生的92种元素构成。
恒星的一生
灿烂辉粕,它的光和热孵育了生命;它亦是宇宙中神奇的炼金炉,组成我们及地球的每一个原子,都曾在那些久已熄灭的古老恒星中经受熔炼。 恒星的
物质循环
第一代恒星消亡了,它归宿于
白矮星
,
中子星
和黑洞。然而悲壮的死亡中酝酿着灿烂的新生,在它们的废墟上将升起新一轮的恒星,一个有生命的宇宙时代即将拉开序幕。超新星爆发抛出的物质,在广袤的
星际空间
漫无目的地遨游,在碰撞和辐射的作用下,被原始星支携带着运行。几百万年过去了,这些物质因膨胀而变香稀薄,最终与原始星云混而为一了,因此宇宙中的星云不再只是由原生物质氢和氦构成,而是遭到重元素的污染;由开这种污染,恒星之外有了出现自然景观,生命,技术和能源的可能。在宇宙史纪元100亿年时,这种被“污染”的星云在引力作用下收缩,坍缩和碎裂。核子活动再度爆发,第二代恒星及行星诞生了,太阳便是其中一例。这些恒星也将开始其生命历程,最终与会因缺乏燃料而死去;它们的碎屑又与尚示聚集成恒星的原生物质一道凝聚成下一代恒星。但这各物质的
再循环
并非永无止境的,原生物质会一点一点地并入新生的恒星,直至全部用完。当最后一代恒星走完它们的生命轮回而死亡时,宇宙永恒的长夜就来临了。 生命的形成与进化 生命是宇宙物质演化的*形式,也有人认为生命只是宇宙演化的副产物中微不足道的偶然现象,由于发生了种种
时间和空间
的巧合,才得以在地球上出现。的确,在宇宙中满足生命形成与演化所必需的地方,即使不是唯有地球,也是很少的,地球所绕转的太阳是恒星中少有的单星,例得它外围有稳定的
生态圈
存在;太阳又是第二找恒星,使得其行星从一开始形成就有生命所必需的碳,氧等重元素存在;太阳大小适宜,使它既有足够的存在时间供生命形成与进化,又有足够的光和热去孵育和羊育生命,地球本身也是一个特殊的行星,它的轨道全部在太阳的生态圈内;它大小适宜,使 它的
引力能
保留住水和大气,且大气层厚薄适当,即挡掉了大多数紫外线,又不至于遮住过多的阳光;地球有较强的磁场,使生命免遭宇宙带电粒子的致命轰击……,总之地球在许多方面拥有得天独厚的生命存在条件,使其成为宇宙中少有的生命家园.地球在46亿年前形成后,便开始了生命形成历程:
原始地球
中的
无机物
在太阳紫外线的作用下,形成了简单有机物,它们通过水流汇集
于海洋
,在那里化合成复杂的有机物:这些复杂有机物形成生命的过程,至今仍然是个疑案,但其中必定有不计其数的巧合,在地球形成生命的过程中幸运地发生了;这样,
原始生命
在地球形成15亿年后出现了。原始生命在漫长的岁月里不断进化:16亿前有细胞核的
单细胞生物
出现,7亿年前
多细胞生物
出现,3.7亿年前陆地生物出现,2.8亿年前
爬行动物
出现,1.8亿年哺乳动物出现,7000万年前灵长目动物出现,3500万年削
类人猿
出现,400万直前原人出现,50万年削
直立人
出现,直至3.5万年前出现了现代人类;于是在宇宙史纪元150亿年时,宇宙中便月了智慧生物创造的技术和文明.我们目前所知的生命仅限于地球生命,而科学家对
地外生命
和文明的乐观估计是:仅银河系就可能有6亿个行星有生命存在,其中拥有技术和文明的的行星也多达100万个! 宇宙的终结 宇宙的未来命运如何?科学家、哲学家和
神学家
都提出了自己的观点。一个目前被普遍认同的观点是:宇宙作为物质世界的全部,也就遵守物质自身和规律;而根据
热力学第二定律
,得出的结论实在令人难以接受:宇宙将在遥远的未来走向死亡——永恒的死亡。 设想在非常非常遥远的未来,所有恒星因缺乏燃料而熄灭,宇宙一片黑暗。在这漆黑的浩瀚太空中,潜伏着许多带自转的黑洞、离散的中子星和
黑矮星
,另外还有一些行星级的天体,它们在引力的作用下进行着一场战争,
战争的结局
是星系解散了,绝大多数天体被引力弹弓抛入
星系际空间
,永远漫游在膨胀着的太空中;而星系中心的黑洞取得了兼并战的局部胜利,它吞并了百分之几的天体,形成了更大的黑洞。这场战争持续时间长得超乎想象,大约是今天
宇宙年龄
的十亿倍。 在又一段长长得超乎想象的时间里,当
宇宙背景辐射
由于膨胀降至足够低的程度时,所有的黑洞最终都会在一阵快辐射中一下子化为乌有,在宇宙永恒夜幕中划出一道道瞬现即逝的闪光;而其它天体也将在这漫长和时间里发生衰变而渐渐蒸发,直至完全消失,变成
正电子
或其它粒子;宇宙变成一锅令人难以置信的稀汤,其中有光子、
中微子
及数量正在逐渐减少的电子和正电子。宇宙曾经拥有的辉煌,包括闪烁的群星及智慧生命创造的无数奇迹,都湮没在这荒凉而又空虚的宇宙中,不留下任何记忆,只有时间在无休止地流逝,空间在无止境地膨胀……
网友回答
2022-02-23
宇宙最开始,没有物质,大爆炸后物质由能量转换而来(质能转换),当代粒子物理学告诉我们,在足够高的温度下(称为“阈温”),物质粒子可以由光子的碰撞产生出来。 】宇宙诞生第1/10000秒(时标),温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子,最后,有十亿分之一的正粒子存留下来; 】时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温。中子与质子不断相护转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子:中子=76:24; 】时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成,中子衰变现象出现。这时质子:中子=83:17; 】时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子:物质粒子=10亿:1,中子不在衰变,质子:中子=87:13(一直到现在);这时出现了一个非常重要的演化:由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来。宇宙进入核合成时代。(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核) 】时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态。开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代。在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代。(光子随着温度的降低而可以*穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!) 】时标4亿—5亿年,温度100开。物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成。
网友回答
2022-02-23
一句话,能量来自物质!
网友回答
2022-02-23
整个宇宙都是产生于一个原点,所以能量也就来源于那一点 现在的科学解释,能量守恒定律,就是说能量永远不变,只会转换 生生不息,循环不断,是现在人们对能量的理解
网友回答
2022-02-23
宇宙的能量来自星际物质,一位宇宙是无限大的,不会耗尽。
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