作业帮为什么宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去?大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力,它
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/26 07:30:10
为什么宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去?大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力,它
为什么宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去?
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近.引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小.理论上存在某种临界密度.如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙；要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙.但实则不然.理论计算得出的临界密度为5×10－30克/厘米3.但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了.星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10－31克/厘米3,远远低于上述临界密度.然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素.因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题.
为什么宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去?大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力,它
利用多普勒效应,可由测量星系离开我们的速度来确定现在的宇宙膨胀速度.这可以非常精确地实现.然而,因为我们不是直接地测量星系的距离,所以它们的距离知道得不是非常清楚.所有我们知道的是,宇宙在每10亿年里膨胀5％至10％.然而,我们对现在宇宙的平均密度测量得更不准.我们如果将银河系和其他所有能看到的星系的恒星的质量加起来,甚至是按对膨胀率的最低的估值而言,其质量总量比用以阻止膨胀的临界值的1％还少.然而,在我们以及其他的星系里应该有大量的“暗物质”,那是我们不能直接看到的,但由于它的引力对星系中恒星轨道的影响,我们知道它必定存在.况且人们发现,大多数星系是成团的.类似地,由其对星系运动的效应,我们能推断出还有更多的暗物质存在于这些成团的星系之间.将所有这些暗物质加在一起,我们仍只能获得必须用以停止膨胀的密度的十分之一.然而,我们不能排除这样的可能性,可能还有我们未能探测到的其他的物质形式几乎均匀地分布于整个宇宙,它仍可以使得宇宙的平均密度达到停止膨胀所必要的临界值.所以,现在的证据暗示,宇宙可能会无限地膨胀.至于为什么宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去,这就好比我们发射探测器,只要给予的推理足够强,那么探测器就能够客服引力,离开地球甚至太阳系的势力范围,反之,如果初动力一定,那么只要引力足够弱,也就能达到同样的效果,所以如果宇宙的平均密度小于临界密度,体积就会一直膨胀下去.