“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记载的历史。对于宇宙的演化规律在各个学派、宗教里面被讨论得比较多: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、幸福的宇宙,曾经吸引了更多的人追随,“稳恒态宇宙观”应运而生。

随着人类科技的不断进步,陆陆续续产生了许多关于宇宙的演化观点,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,正式提出宇宙大爆炸理论,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)。

一、 以演化标准模型推导宇宙、星系演化各个阶段。

下图是依据演化标准模型,制作的宇宙、星系的演化趋势理论模型,

星系的生成与演化综述报告 戏语第二篇三观(1)

宇宙星系演化趋势模型

第一:初始阶段

趋势线的起点并不是在“0”点,宇宙初始阶段是宇宙自身第一次的快速增长阶段,就如新生儿在0至9岁左右的体重以及身高的增长(包含孕期),如果以受精卵大约1.505微克与9岁儿童体重60斤作比较,增幅大约300亿倍。如果宇宙初始的质量并不小,那么增加300亿倍绝对算是一次暴涨。当然实际情况可能更加复杂,如果把宇宙在氢、氦物质出现之前的阶段视为孕育阶段,氢、氦物质出现之后视为新生阶段,那么初始阶段的宇宙将会是经历二次增长。

第二:快速增长阶段

这个阶段是宇宙的第二次大幅增长阶段,此次的大幅增长是由星系演化导致的。在宇宙第一波超巨大恒星形成之后,将会快速走过一生,从而衰变、分散为无数颗大小不一的恒星,并组成星系。现在宇宙观察到的无数星系,就是由此演化而成,各个星系也会发生碰撞、吞并等等行为。超巨大恒星衰变为更多的小恒星,并且形成星系,这样加速了整个宇宙的体积,从而造成宇宙快速扩张。这个可以用人体细胞分裂演化来理解,把人体早期的干细胞比作宇宙第一轮巨大恒星,干细胞经过细胞器转换为功能干细胞,然后分裂出无数的新细胞组成器官、组织结构。

第三:盛、衰转化阶段

星系的生成、演化阶段,导致宇宙的再次暴涨。但是恒星是有寿命的,不可能一直存在,星系中老的恒星燃尽,新的恒星诞生,只要新生的恒星数量、质量与死亡的恒星数量维持在一个相对平衡的阶段,星系就能够正常的运转。如果新生的恒星大于死亡的恒星,说明这个星系的活力依旧(新陈代谢旺盛)。当新生的恒星小于死亡恒星的数量是星系就处在了衰退的边缘。如果能够与其它星系合并或者吞噬附近的星系,那么该星系依旧能够延迟衰变的到来。只不过在整个宇宙扩张的阶段,星系之间碰撞、吞噬的几率相对低一些。宇宙中观测到的一些不规则的星系,有可能是碰撞的结果,也可能是演化中其它原因导致的。

第四:收敛、衰落阶段

此阶段星系中会有大量的恒星死亡或濒临死亡。而新生的恒星数量越来越少新生的恒星速度已经远远小于恒星的死亡速度,整个星系已经无法维持扩张,进入收缩阶段。星系的收缩并不会马上导致宇宙进入收敛、衰落阶段,宇宙是由无数个星系组成的,宇宙的扩张与否在于星系的死亡速度与新的星系的生成速度。在宇宙、星系演化趋势图中,星系演化趋势只是宇宙中无数星系中的一个。

在收敛衰落阶段,宇宙、星系的扩张将会停止甚至收敛,此时星系内部由于氢、氦元素越来越少,新的恒星生成大大减缓,行星的生成将会大幅增加,类地生命的演化将会进入兴盛阶段。

缺少新的恒星加入,星系将会开始萎缩。宇宙中也因为缺少新的星系生成,而进入收敛、萎缩阶段,恒星、星系之间的距离将会缩减,碰撞以及吞噬将会变得平常。这个阶段可以说是非常的残酷,整个宇宙各个星系都将进入剧烈的动荡阶段。

第五:死亡阶段

整个星系随着恒星数量的不断减少,将会越来越暗淡,并且加速收缩,直到死寂。恒星的消亡,促使星系走向毁灭,而星系的大量灭亡同样将会导致宇宙加速收缩并且走向终点。星系、宇宙初生状态不是“0”,死亡的状态也不是“0”,所以即使宇宙死亡了,依然会有很漫长的一段演化时间,并不是宇宙死亡了就什么都没有了。

二、星系演化

1、星系简介

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,那里有很多很多比太阳还要大得多的“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。它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。它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

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,没有明显的核心和旋臂

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

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。在这里阐述一下我个人的观点:

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,属于初期或者后期,可以依据恒星的年龄以及星云的成分判断。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、场都是处于相对稳定的状态,大环境是平静的。所以这把螺旋星系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。

2、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:

星系的生成与演化综述报告 戏语第二篇三观(2)

星系中恒星分布规律越靠近中心越密集

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

三、宇宙演化

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。宇宙演化,是不能用一个模型来表明全部的。宇宙发展的阶段不同,模样是有区别的。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:

星系的生成与演化综述报告 戏语第二篇三观(3)

各向同性

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:

星系的生成与演化综述报告 戏语第二篇三观(4)

宇宙三视图

其中主、侧视图,由于宇宙椭圆、扁平推理,所以可以认为是相似的。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

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??

2、 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

总体演化:宇宙演化标准图,在20%时候,演化出星系,星系演化20%的时候演化出太阳系。图形具有斜率。

演化分成7部分 五行:生长化收藏 五个,,生之前,藏之后:共七个部分。三观具有叠加性。宇宙银河系、太阳系、地球(银河系为最大,银河系之上的宇宙,变化不会马上传递到太阳系。)属于更大的三观

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