宇宙学原理是什么?宇宙究竟是什么样子?
宇宙学是研究宇宙的大尺度结构、运动和演化的科学分支,它把宇宙作为一个整体来考察。由于宇宙的独一无二性,宇宙的性质极其复杂,因此在宇宙学研究中采取两种不同的途径。第一个途径是观测,即尽力观测宇宙的“本来面目”;另一个途径是综合,即提出一些假设性的宇宙模型,并考察观测结果和这些宇宙模型的符合情况。在建立宇宙模型之前,要对宇宙的某些方面作出一些假设。通过这些假设所作的预言,尽量提供能说明这些假设的观测事实和证据,来证实这些假设的正确性。宇宙学原理就是宇宙学的基本假设之一。
宇宙学原理认为宇宙是均匀的,即宇宙中物质均匀地分布着,这个假设是指宇宙大尺度(或者说宇宙学尺度)上物质的分布是均匀的。在小尺度上,宇宙物质分布显然是不均匀的,如物质聚集成恒星、星系、星系团等,都是显而易见的例子。目前根据星系计数、射电源计数和宇宙微波背景辐射(来自字宙空间背景的微波辐射)的观测表明,宇宙学尺度上物质的空间分布是均匀的。其次;宇宙学原理认为,宇宙是各向同性的,即在所有方向上具有同样的性质。宇宙没有中心,在宇宙中没有一个方向或地方能跟其他地方和方向相区别,更不要说是处于特殊地位。这就是说,任何一个星系上的观测者,在空间和时间中都不处于特殊的与众不同的地位,宇宙中各处的观测者所观测到的物理量和物理规律是完全相同的,在地球上所观测到的宇宙演化图景,在其他天体上同样也会看到。
完全宇宙学原理是宇宙学原理的进一步推广,完全宇宙学原理认为,宇宙不仅在空间上是均匀的,各向同性的,而且整个宇宙在不同时刻也是完全相同的。就是说,对于任何一个观测者来说,不管他位于什么地方,也不管他处于宇宙历史的哪个时间,他所看到的宇宙的样子,始终和位于另外某一地方的一名观测者,在同一时刻甚至完全不同时刻所观测到的样子是完全相同的。
20世纪以来,天文学家提出了许多具体的宇宙模型。其中大多数接受了宇宙学原理,如大爆炸宇宙学采用了宇宙学原理,稳恒态宇宙学就是在完全宇宙学原理的基础上发现起来的。
但有的宇宙模型没有接受宇宙学原理,如等级式宇宙模型。
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