宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

【原创】对于宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大呢之话题,我个人的观点认为:

宇宙不是一直在膨胀变大的表现情况,而是存在于宇宙的太空间之中,会有局部膨胀和收缩两种自然现象的同步存在,来获得宇宙间物质运动的平衡,处于无边无际、无穷无尽、无限物质和无限空间的浩瀚宇宙天体之中,局部性地有膨胀自然现象发生的同时,也必定会有收缩自然现象的同步存在,这是一种双向性同步发生的自然现象。

至于太阳系各个行星之间的距离会不会一直在变大的问题,可以明确地告诉大家,太阳系中各个大行星之间的距离,是不会一直在变大现象,反而是一直在收缩变少现象。原因是太阳系的空间是由太阳磁场的宽度所决定的情况,太阳拥有的磁场有多大,形成太阳系占领宇宙的空间就会有多大;有磁场的存在,就必然会有磁场之中区间性的磁力线圈现象存在,就会形成太阳系区间性的大行星运行轨道。

由于太阳是持续核聚变燃烧状态,能向太阳系源源不断地释放出光和热以及庞大数量的尘粒流物质,因而太阳的体积与质量会变得越来越少,其拥有磁场的磁性会显得越来越弱,太阳磁场逐渐减弱的表现过程,会令太阳系的太空间一直在发生逐渐收缩变少自然现象,从而引发了太阳系各大行星之间的距离同样是一种逐渐收缩变少自然现象。

不知这样的回答读者看后是否清晰?!如觉得我说的对或有道理,希给个点赞并点击关注我,可阅读到我相关科学领域前沿上二千道的原创答题,定能阅览到你感兴趣的前沿科学知识。欢迎大家一起来讨论或发表意见。宇明于东莞市。(注:原创作品,抄袭可耻。欢迎转发。)

宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

♥宇宙的膨胀并不影响银河系系中天体的相对位置。而太阳系这样的天体在银河系中大约有二千亿颗。 但银河系的尺度究竟是多少呢?

●20 世纪 30 年代,美国天文学家哈勃通过测量银河系中的新星发现,银河系的直径大约为 10 万光年。地球位于银河系的中部,如果从银河系的中心地带向外走,大约走3 万光年到达太阳和地球,再向外走2万光年就到达了银河系的边缘。我们可以想象一下,整个银河系的尺度是10万光年,其中有一千亿颗到两千亿恒星,看起来巨大无比。然而,银河系在宇宙中的位置却如此渺小。那么宇宙中到底有多少颗恒星,有多少个像银河系一样的星系呢?我们至今仍旧没有一个准确的答案。

●天文学家通过观测进行了不完全统计,发现宇宙中大约存在着上千亿个像银河系一样的星系。要记住“千亿”这个名词,它经常出现。银河系里面有上千亿颗恒星,仙女座大星云里面也有几千亿颗恒星。而仙女座大星云就是像银河系一样的星系。既然宇宙中有上千亿个这样的星系,那么无论是银河系还是仙女座大星云,都只是宇宙中微不足道的一个角落而已。而太阳系又是银河系中的一个微不足道的角落,太阳系以太阳为中心,银河系里面大约有一千亿个到两千亿个“太阳”。如果我们把每个恒星作为一个中心点,其他的行星绕着它转,形成一个恒星系。

●宇宙确实一直在膨胀,但这并不会改变地球和太阳之间的距离。它也不影响原子之间的距离。宇宙膨胀的原因一是大爆炸,二是暗能量。不应该认为这种膨胀会导致恒星在静态时空结构中相互远离。相反,相对于自身正在膨胀的时空结构,恒星是静态的。人们常问:“宇宙膨胀的中心在哪里?”这个问题只有在所有恒星都远离某个中心点时才有意义。因为膨胀是空间本身,所以没有中心。

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宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

我们都知道,按照目前的主流理论以及观测结果,宇宙起源于一次大爆炸,并且从这之后,宇宙就开始膨胀了。可问题来了,如果宇宙是在膨胀,为什么太阳系内的各种行星,同时我们自己也没有因为宇宙膨胀而变胖。这背后的原因到底是什么?

如果坐飞机飞过一片森林,从天空上看,整片森林各处基本上都是一样的。这是从大尺度上看的。

但如果,你飞得近一点,仔细看某个区域或者某个树,你就会发现从小尺度上看每一处又都和其他地方不太一样。

其实宇宙也是这样,从大尺度上看,宇宙中的物质是均匀分布的。

所以,和森林与一棵树的情况一样,宇宙在大尺度上和小尺度上所看到的面貌也是不同的。那么,这两者有什么不同呢?

引力和斥力

我们都知道,我们所在的宇宙是一个以物质主导的宇宙,其中已知的物质和暗物质会有引力作用,如果宇宙仅仅存在这两者,那其实最终会收缩到一个点上。因此,宇宙还存在着另外一种以暗能量主导的斥力。这两者在宇宙的138亿年间相互博弈。

138亿年前,宇宙起源于大爆炸,大爆炸之后,在极短的时间内,宇宙的空间大幅度膨胀,我们也管这个叫做暴胀。 此时宇宙的空间剧烈的膨胀,如果把宇宙早期的空间大小看成一粒沙子那么大,那暴胀就使得宇宙膨胀到可观测宇宙那么大(直径930亿光年),在把可观测宇宙看成是一粒子沙子,再膨胀到可观测宇宙的大小。正是因为暴胀的存在,才使得宇宙的物质分别得十分均匀。

暴胀过后,宇宙空间开始减速膨胀,这是因为此时的宇宙是物质和暗物质主导的,之所以会这样是因为宇宙空间还不够大,暗能量的大小和空间的大小有关,因此,我们也把暗能量称为真空能。所以,由于宇宙拥有一个膨胀的初速度,而引力起到的作用是让这个速度减慢的作用。如果后来不是暗能量占据主导,那么宇宙空间可能在引力作用下,膨胀速度降为0,然后开始收缩。

在距今40多亿年前,宇宙当时的大小是现在的70%左右,暗能量开始占据了主动,从大尺度上引力大于了斥力,因此,宇宙开始加速膨胀。

而宇宙加速膨胀并也不是理论推导出来的,而是基于1998年的两个独立的科研小组观测Ia型超新星得出的结论,这两个科研小组的负责人在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

宇宙在膨胀,为什么我们没有变胖?

我们先搞清楚宇宙空间是如何膨胀的,其实它的膨胀是处处相等的等比例膨胀,而不是边缘在向外扩。如果你在一个星系内,那你看到的景象其实应该是所有的星系都在远离你。

其次,宇宙膨胀是在大尺度上才能体现出来的。

从大尺度上,宇宙是在膨胀的,而膨胀本身和暗能量有关,暗能量又和空间大小有关。也就是说,如果空间尺度很小,我们是体会不到所谓的膨胀效应,因为在这当中是物质的引力在起作用,只有尺度达到一定程度之后,膨胀效应才明显,具体要达到多大的尺度呢?

现在来看,至少要达到1亿光年的尺度,而我们要知道的是银河系的直径也不过20万光年而已。这和1亿光年的差距不是一点点,而是差了3个数量级,因此,不要说在太阳系内体会到宇宙膨胀效应了,就是在银河系内都体会不到。而银河系是在本星系群里的,本星系群内有几十个类似于银河系的星系。本星系群的尺度也不过1000万光年,也是不体现膨胀效应的。

而本星系群又在室女座超星系团内,室女座超星系团的直径达到了1.1亿光年,也就是说,我们要感受到膨胀,要从室女座超星系团的整体来感受。

以上其实是一个角度来看这个问题,我们还可以从哈勃常数来看。哈勃是观测到星系红移的科学家,换句换说,他就是第一个看到星系在远离我们的科学家,后来,经过深入研究,科学家才发现不是星系在运动,而是空间在膨胀。

于是,后来,我们用哈勃常数来表述宇宙空间的膨胀效应,根据普朗克卫星发回来的最新数据,我们可以得到哈勃常数H=67.15,啥意思呢?

就是说,距离每增加326万光年,膨胀速度就增加67.15(km/s)。而326万光年的距离可是有3.08*10^15(km)。因此,相对于自身的尺度,膨胀效应其实是微乎其微的,如果不在大尺度上去看,我们很难能够体会到宇宙在膨胀。

宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

从宇宙的膨胀的其中一个演化发展的结果来看,太阳系各行星之间距离被拉大也只是时间问题,但以现代宇宙的膨胀说来衡量,暂时并不会导致这个结果,但在遥远的未来来看,太阳系最终的发展将是行星距离被拉大,直至达到基本粒子状态,这是一个什么概念?真会如此可怕吗?

宇宙膨胀与宇宙的命运

能决定宇宙未来命运的力量有两种,一种引力,它能使物质聚合在一起形成各种天体,也能左右宇宙的未来!另一种是斥力,它会导致宇宙膨胀,同样可以决定宇宙的未来,简单的说,我们宇宙的命运就是这两种力角逐的结果。

爱因斯坦当年用引入了符号Λ来表示物质密度不为零的静态宇宙存在的度规张量成比例项,他称之为宇宙常数,也是让爱因斯坦后悔终身的决定,但其实宇宙常数Λ用在这里讨论宇宙的未来非常合适,因为非常形象!但光有宇宙常数Λ是不够的,因为还缺少一个宇宙命运的关键选项,就是宇宙的形状。

1922年苏联物理学家弗里德曼用简化爱因斯坦相对论的方式,以宇宙学原理假设空间均匀性和各向同性,因此大幅简化了广义相对论,提出了关于宇宙形状的著名的弗里德曼度规。

在这个简化的方程中出现了宇宙空间曲率K,上图公式中已经确定了K取值时宇宙的形状,但当它与宇宙常数Λ结合时将会发生非常有趣的现象,因为这两种组合产生的宇宙结果将会有很多种,当然我们不需要伤脑筋考虑多种复杂的组合,因为1967年时爱德华·哈里森将这两个参数的取值对应的宇宙未来总结成一张图表,非常直观

对照上表我们可以发现在大多数情况下宇宙的未来都是膨胀的,那么宇宙常数到底该如何取值呢?但很抱歉宇宙常数Λ并不太容易确定,不过我们可以用哈勃常数和宇宙密度以及临界密度的方式代替宇宙常数描述宇宙的未来!

其实用密度与临界密度的方式描述更容易理解,因为物质聚合在一起能产生约束自我的引力,那么很简单,当物质分布太散时,它们就聚合不起来了,那么我们宇宙的密度是多少呢?临界密度又是多少呢?

爱因斯坦已经为我们准备好了,根据普朗克卫星观测到宇宙微波背景辐射,发现宇宙在千分之六的精度上依然保持平坦,那么根据广义相对论可以推导出临界宇宙平均密度公式,如下图:

H就是哈勃勃常数,其他都是已知参数,取值以WMAP在2006年观测到的H为70 km/s·Mpc,计算可以得到一个宇宙临界密度0.9×10^-29g/cm^3,有兴趣的朋友可以直接算算。将它现代宇宙密度比较即可知道,我们的宇宙会有三种形状:

宇宙密度/宇宙临界密度=Ω0,当Ω0>1时,宇宙是封闭的有限的空间,当Ω0≤1时宇宙将是双曲无限空间,当当Ω0=1时,宇宙就是平坦的无限空间!

那么Ω0的值到底是多大呢,其实我们可以通过观测宇宙形状的实验来反推出Ω0的到底是多少,上图中在不同平面上的三个三角形,球面上的三角形内角和大于180度,双曲面上的小于180度,而平面上则刚好等于180度,为此天文学家建立了一个横跨接近半个可观测宇宙的测量模型。

得到的结果是无限接近于实际角度,即Ω0=1,也就是说我们宇宙是一个平坦的无限空间。而在1998年两个团队观测到宇宙正在加速膨胀而获得2011年诺贝尔奖,同时提出了导致宇宙膨胀的暗能量概念:暗能量的斥力和宇宙的尺度有关,在宇宙比较小时,引力占有主导地位,但当宇宙规模够大时,暗能量逐渐占据主导,而这个改变发生在45亿年前!

大撕裂和太阳系的命运

上文我们了解了宇宙密度Ω0=1的无限平坦空间,而在45亿年前宇宙开始加速膨胀,未来宇宙的膨胀可能已经无法阻止。那么我们可能会面对一个无限膨胀的宇宙,那么未来的结果会如何呢?

现代宇宙的哈勃常数为67.15km/s·Mpc,这个含义是在每隔326万光年的距离上,宇宙膨胀的速度增加67.15km/s·Mpc,假如按宇宙膨胀计算,在太阳系的尺度内是一个可以忽略的速度,而且在星系甚至星系团范围内,引力仍然占据主导地位!但哈勃常数并不是一个真正的常数,它是会随着时间改变而改变的,在遥远的未来甚至可以导致星系之间互相远离!

大约在最后时刻到来的6000万年时,引力将无法保持银河系的漩涡状,逐渐分崩离析!到最后三个月时太阳系也将受到暗能量的主导,最后的三十分钟时行星和恒星都将被斥力主导而解体,在最后的时刻中,原子都将瓦解!

这就是大撕裂说,达特茅斯学院的领导者罗伯特·考德威尔在2003年提出的,他计算表明,这个最后时刻大约在500亿年后!

另一种比较靠谱的说法则是热寂

根据热力学定律,宇宙被看成是一个孤立的系统,宇宙的熵会随着时间而增加,从有序转向无序,最终这些有效能量彻底转换为热能,温度达到平衡,这就是热寂!

宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

首先很高兴看到这个问题,这是我擅长的问题!我们知道宇宙一直在加速的膨胀,膨胀的过程中,会使星系变得越来越远,那么既然银河系受到了影响,我们所在的太阳系是否也会受到影响呢?毕竟宇宙的膨胀是以超光速进行的,太阳系是否也在变大,地球是否也在变大呢?答案:不是!

我们知道宇宙在膨胀,并且是超光速的膨胀,但是这个膨胀只是针对于空间,而不是针对物质,之所以这样,我们还要去感谢神秘的暗物质!暗物质的特性是将星系进行凝聚,那么科学家是如何发现暗物质的?

在经典力学中,地球和水星同时围绕着太阳转,但是水星的公转速度会比地球快,这是因为引力的影响,而在银河系,这个现象就会被改变,几乎所有的恒星都在以同一速度围绕着银河系中心运转,这代表了有一种神秘的东西平衡了引力,而它的质量极大,占据了整个星系的90%,故此,科学家将这种物质称为暗物质!

暗物质和暗能量是死敌,一个可以无限制的膨胀,一个可以无限制的收缩,正是它们的平衡造就了宇宙,虽然这种平衡目前正在被打破,值得一提的是两种能量的作用力都是相互的,暗物质可以将物质凝聚,但是暗能量却能将物质进行分离,并且距离越远分离的速度就会越来越快。故此暗物质的出现将整个星系凝聚为一体,来抗衡这种强大的撕裂力!

因为宇宙本身就是不完美的,今天的宇宙将再次变得不完美。宇宙的加速正在膨胀,速度会越来越快,这样的话,斥力就会达到重力和引力的临界值,这样暗物质就不会其作用,整个星系都会被斥力撕成碎片,随着宇宙的膨胀速度越来越快,最终原子也会被撕裂,整个宇宙将会空无一物,进入大撕裂时代!

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宇宙一直在膨胀变大,太阳系的各个行星之间的距离是不是也一直在变大?

有什么证据:宇宙一直在膨胀变大?

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