从“奇点”演变到各种类型的“天体”,宇宙有着怎样的演化路径?

宇宙对于人类来说是最神秘的存在,目前人类对于所处的宇宙有一些基本的认识,比如说“宇宙的运动性”,宇宙中的所有物质都处在不停的、永恒的运动之中,静止是相对的,而运动是绝对的,而绕转运动是宇宙中物体运动的基本状态。我们对于宇宙的第二个认识是“宇宙的物质性”,宇宙是由物质来组成的,组成宇宙的物质我们统称为天体。

宇宙大爆炸及演化示意图  

常见的天体包括恒星、行星、卫星、彗星、小行星、矮行星、星云、黑洞、星际物质等等。那么宇宙中的这些天体是怎样演化的呢?目前研究认为,上述所有的天体都来自于一个“奇点”,奇点在物理学上指的是一个存在又不存在的点,是空间和时间具有无限曲率的一个点,也就是说奇点是一个质量无限大,体积无限小,密度无限大的存在,而这个奇点中包含了目前宇宙中存在的所有物质。

宇宙微波辐射背景图

大约在距今138亿年前,不知道什么原因(人类没有研究出具体原因),这个“奇点”发生了大爆炸,“宇宙大爆炸”的发生使得存在于奇点内的物质向外抛射,宇宙空间开始不断地额膨胀,到目前我们所在的宇宙还处在膨胀之中,最新的研究认为我们所在的宇宙直径至少为1560亿光年。宇宙大爆炸后最初产生了许多的气体和云团,这些物质携带着巨大的能量不停的运动着,旋转着,在引力的作用下,逐渐聚集形成原始的星系。

随着时间的推移,宇宙的温度慢慢冷却下来,逐步形成了椭圆星系、透镜状星系、旋涡星系、不规则星系和棒旋星系等类型的星系。而后也逐步形成了恒星和行星,比如太阳系中的恒星太阳和行星地球,他们的年龄都差不多是46亿年,也就是说太阳和地球大约形成于46亿年前,或者说是在宇宙大爆炸之后大约92亿年之后。随着宇宙的发展,不断地有新的天体形成,也有老的天体死亡,以恒星为例,恒星往往诞生于原始星云,之后往往会进入主序星阶段,进入恒星的成年期,随着时间推移,恒星也会老去,变成红巨星、白矮星或者黑洞,走向恒星生命的终点。

哈勃望远镜拍摄的包含20万个星系的宇宙照片

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