主题：宇宙学概论 绪论 -- songcla

宇宙是最大的物理系统，但是有趣的是它的起源，演化已经可以有一个比较可信的描述了。

宇宙的基本构成是时间空间和物质，迄今描写时空的理论是广义相对论，描写物质的是标准模型，在它们的共同作用下，宇宙从开端0.x秒到现在的动力学是比较完善可信的，更早期的宇宙则由于粒子模型和引力理论的不完善还处于猜测中。

我们下面先看看时空。

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时空的观念到了广义相对论有了重大修改，我们可以把时间和空间看做橡皮膜，并且是根据作用在其上的力而伸缩的。想象一个二维的橡皮膜，一个方向是时间，另一个方向是空间，有重物放上去，膜被拉伸，相应坐标间的距离就增大，所以时间的流逝就变慢了，空间的距离就增大了。呵呵。

宇宙就可以看做这样的一个膜，不过是四维的，三个空间，一个时间。宇宙在膨胀是一个重要观测事实。我们发现，所有星系都在相对于我们推行，由此可以推测，宇宙诞生之初尺度是非常小的，我们可以用一个宇宙半径R来标记宇宙的大小。宇宙诞生之初是非常热的，这也是有观测的基础的。雷达测得任何方向的天空都有2.7k的光子辐射。这个温度不高，但是这是由于上亿年的红移降温造成的，其初始温度应该在四千k左右。所以某位幽默的物理学家给它起名为宇宙大爆炸。

前面说到，宇宙由一个半径R来标记它的大小。所以R是时间T的函数。这个函数由爱因斯坦方程决定，在宇宙的早期，宇宙充满了物质和辐射，辐射会带来很大的压力，所以R增长的比较快，后来，物质占主导，所以引力占了上风，R增长的就比较慢了。

真像发射的炮弹总会落回地面，而超过逃逸速度的飞船就不会，我们也可以问宇宙是否有一天会停止膨胀，转向收缩，这决定于宇宙总的质量，今天的观测结果表明，宇宙刚好处于临界的状态。

宇宙是四维的吗？似乎现在比较热门的是倾向于11维吧

我等凡夫俗子只要有通宝就好

像弹簧一样来回弹？

到目前为止还是膨胀状态吧。

还有时间，质量，空间之间有什么联系没有？

花

然后再出来给大家写概论作科普。。

对不起说话直了点。。

你可能看过一些科技美国人的文章，但是这类文章不是专业性的论文。指手画脚之前要小心

本世纪天文学家逐渐获得了测定星系3维分布的能力，重要结论是大范围看星系是均匀分布的，这也是可以将它们看做理想流体处理的原因。

另一个观测事实是各个星系都相对于地球推行，推行速度与距离成正比，这是宇宙成动态演化的直接证据。

广义新对论可以证明，如果把宇宙看做各项同性的，空间曲率有3类可能 正曲率 负曲率 0，观测表明，实际上的空间是非常平坦的，也就是我们一般说的欧式空间，曲率是0。这对宇宙演化有重要意义。

微波背景辐射的各向同性表明早期宇宙物质处于非常均匀的等离子体状态，而其温度微小的波动为宇宙星系结构的形成提供了线索。

银河系和其他星系悬臂的旋转速度说明了暗物质的存在，以后我会具体介绍一下。

但是实际情况最近的观测认为更加微妙，我以后会讲到的。

这里的宇宙学仅指宇宙的宏观行为，不需要考虑额外的维度。

视界指从某一点，所有能与它有因果关系的区域。由于光速是最快的，所以视界也就是光能够传播到的区域。很显然，视界的大小与时间成正比。

由于早期宇宙R~【T^(1/2)】,现代宇宙R~【T^(2/3)】，可见视界扩大的速度比宇宙扩大得快，反推出去，今天可观测的区域在宇宙的早期是很多各无因果联系的部分，但是微波背景辐射告诉我们，它们当时温度是高度一致的，这就带来了第一个问题，为何互不影响的部分高度一致。就象连续抽到多张相同的牌，你一定会怀疑洗牌的人在作弊。

一个可能的解决机制是暴涨理论