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宇宙是由空間、時間、物質和能量,所構成的統一體。是一切空間和

時間的總合。一般理解的宇宙指我們所存在的一個時空連續系統,包括其

間的所有物質、能量和事件。對於這一體系的整體解釋構成了宇宙論。

近數世紀以來,科學家根據現代物理學和天文學,建立了關於宇宙的

現代科學理論,稱為物理宇宙學。

根據相對論,信息的傳播速度有限,因此在某些情況下,例如在發生

宇宙膨脹的情況下,距離我們非常遙遠的區域中我們將只能收到一小部分

區域的信息,其他部分的信息將永遠無法傳播到我們的區域。可以被我們

觀測到的時空部分稱為“可觀測宇宙”、“可見宇宙”或“我們的宇宙”。應該強

調的是,這是由於時空本身的結構造成的,與我們所用的觀測設備沒有關

系。

宇宙大約是由4%的普通物質,23%的暗物質和73%的暗能量構成。

宇宙

宇宙

中文名:宇宙

外文名:univer色

目前年齡:約138.2億年

目前深度:1240億光年

認知過程

華夏歷史資料

《文子·自然》:往古來今謂之宙,四方上下謂之宇。”《屍子》:“上

下四方曰宇,往古來今曰宙。”在這種觀念之下,“宇”代表上下四方,即所

有的空間,“宙”代表古往今來,即所有的時間,“宇”:無限空間,“宙”:無

限時間。所以“宇宙”這個詞有“所有的時間和空間”的意思。把“宇宙”的概念

與時間和空間聯繫在一起,體現了我國古代人民的獨特智慧。

“宇宙”兩字連用,最早出自《莊子》這本書,同時,《莊子》一書還

給出了一種更抽象的宇宙定義,他說:“出無本,入無竅。有實而無乎處,

有長而無乎本剽。有所出而無竅者有實。有實而無乎處者,宇也;有長而

無本剽者,宙也。”現代學者張京華將其譯為:“有實體存在但並不固定靜止

在某一位置不變叫做宇;有外在屬性但並沒有固定的度量可以衡量叫做

宙。”此種宇宙定義與時空無關,與現代宇宙觀有相似之處。但長期未被人

們熟知。

眾多的觀點

遠古時代,人們對宇宙結構的認識處於十分幼稚的狀態,他們通常按

照自己的生活環境對宇宙的構造做出推測。在中國西周時期,生活在華夏

大地上的人們提出的早期蓋天說認為,天穹像一口鍋,倒扣在平坦的大地

上;後來又發展為後期蓋天說,認為大地的形狀也是拱形的。公元前7世

紀,巴比倫人認為,天和地都是拱形的,大地被海洋所環繞,而其中央則

是高山。古埃及人把宇宙想象成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子,大地

的中央則是尼羅河。古印度人想象圓盤形的大地負在幾隻大象上,而象則

站在巨大的龜背上,公元前7世紀末,古希臘的泰勒斯認為,大地是浮在水

面上的巨大圓盤,上面籠罩着拱形的天穹。也有一些人認為,地球只是一

只龜上的一片甲板,而龜則是站在一個托着一個又一個的龜塔最早認識到大地是球形的是古希臘人。公元前6世紀,畢達哥拉斯從

美學觀念出發,認為一切立體圖形中最美的是球形,主張天體和我們所居

住的大地都是球形的。這一觀念為後來許多古希臘學者所繼承,但直到

1519~1522年,葡萄牙的F.麥哲倫率領探險隊完成了第一次環球航行後,

地球是球形的觀念才最終被證實。

地心說、日心說和萬有引力定律

公元2世紀,C.托勒密提出了一個完整的地心說。這一學說認為地球

在宇宙的中央安然不動,月亮、太陽和諸行星以及最外層的恆星天都在以

不同速度繞着地球旋轉。為了說明行星運動的不均勻性,他還認為行星在

本輪上繞其中心轉動,而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲

流傳了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科學的日心說,認為太陽位於宇

宙中心,而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉地普通行星。到16世紀哥白

尼建立日心說後才普遍認識到:地球是繞太陽公轉的行星之一,而包括地

球在內的八大行星則構成了一個圍繞太陽旋轉的行星系──太陽系的主要成

員。1609年,J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉,發

展了哥白尼的日心說,同年,伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空,用

大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年,I.牛頓提出了萬有引力定

律,深刻揭示了行星繞太

自然顏色下的土星

自然顏色下的土星

陽運動的力學原因,使日心說有了牢固的力學基礎。在這以後,人們逐漸

建立起了科學的太陽系概念。

宇宙里不光只有銀河系

在哥白尼的宇宙圖像中,恆星只是位於最外層恆星天上的光點。1584

年,喬爾丹諾·布魯諾大膽取消了這層恆星天,認為恆星都是遙遠的太陽。

18世紀上半葉,由於E.哈雷對恆星自行的發展和J.布拉得雷對恆星遙遠距離

的科學估計,布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。18世紀中葉,T.賴

特、I.康德和J.H.朗伯推測說,布滿全天的恆星和銀河構成了一個巨大的天

體系統。弗里德里希·威廉·赫歇爾首創用取樣統計的方法,用望遠鏡數出了

天空中大量選定區域的星數以及亮星與暗星的比例,1785年首先獲得了一

幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河繫結構圖,從而奠定了銀河系概念

的基礎。在此後一個半世紀中,H.沙普利發現了太陽不在銀河系中心、

J.H.奧爾特發現了銀河系的自轉和旋臂,以及許多人對銀河系直徑、厚度的

測定,科學的銀河系概念才最終確立。

太陽

太陽

18世紀中葉,康德等人還提出,在整個宇宙中,存在着無數像我們的

天體系統指銀河系那樣的天體系統。而當時看去呈雲霧狀的“星雲”很可能

正是這樣的天體系統。此後經歷了長達170年的曲折的探索歷程,直到1924

年,才由E.P.哈勃用造父視差法測仙女座大星雲等的距離確認了河外星系

的存在。

河外星系離我們越來越遠

近半個世紀,人們通過對河外星系的研究,不僅已發現了星系團、超

星系團等更高層次的天體系統,而且已使我們的視野擴展到遠達大約140億