宇宙学

：（cosmology）宇宙学是从整体的角度研究宇宙的结构和演化的一门学科。它是天文学的一个分支。宇宙学经历了漫长的历史年代。在中国古代，关于宇宙的结构有三派学说：盖天说（认为大地是平的，天象一把伞覆盖着大地）、浑天说（认为天地具有蛋状结构，地在中心，天在周围）、宣夜说（认为天是无限而空虚的，星辰就悬浮在空虚之中）。在古代希腊和罗马，从公元前6世纪到公元1世纪，主要有毕达哥拉斯学派的中心火焰说（设想宇宙中心有一团大火焰）、赫拉克利德的日心说、柏拉图的正多面体宇宙结构模型等。进入中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，地心说占统治地位。16世纪哥白尼倡导日心说。17世纪，牛顿开辟了力学方法研究宇宙学的途径，建立了经典宇宙学。20世纪以后，在大量的天文观测资料和现代物理学的基础上，产生了现代宇宙学。现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观测宇宙学和理论宇宙学。前者侧重于发现大尺度的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动学和动力学以及建立宇宙模型。现代天文观测的尺度已经达到100亿年及100亿光年的时空区间之上。活动范围的扩大和加深，提出了探索大尺度宇宙空间中的规律的新问题。现今观测所及的整个时空范围内，已经发现了许多大尺度上所特有的系统性特征，如河外天体具有普遍的、系统的谱线红移，微波背景辐射具有黑体的谱型，并有相当高的各向同性；在许多不同天体上氢与氦的丰度比具有大致相近的数值；球状星团的年龄，较长的差不多都在100亿年左右，太阳系中一些重元素也有相似的年龄；大多数星系都可以归属为不多的几种形态等。这种大尺度上特有的现象，反映着大尺度天体系统具有特别的性质。因此，整个观测所及的大天区构成一个系统，必须从一个系统的角度来研究它的特殊的运动形式。在微波背景辐射发现以后的十几年中，新的宇宙模型层出不穷。在涉及宇宙的结构、运动、演化等各方面的问题上，几乎每一点都有针锋相对的模型，比较有代表性的宇宙模型的主要思想大致如下：（1）大爆炸宇宙学。20世纪40年代由伽莫夫（ГaMoB，Г.A.）等人提出。认为宇宙在遥远的过去曾处于一种极高温度和极大密度的状态，这种状态被形象地称为“原始火球”。以后，火球爆炸，宇宙就开始膨胀，物质密度就逐渐变稀。温度也逐渐降低，直到今天的状态。（2）稳恒态宇宙学。1948年由英国的邦迪（Bondi，H.）、戈尔德（ThomasGold，T.）和霍伊尔（Hoyle，F.）提出。其基本出发点是所谓“完全宇宙学原理”，即认为宇宙中天体的分布不仅在空间上是均匀的、各向同性的，在时间上也应当是不变的（3）等级式宇宙模型。这种模型与上面两种都不同，它否认宇宙学原理，认为天体在宇宙空间不是均匀分布。宇宙的结构特征是天体逐级成团，宇宙就象是一层套一层的象牙球。（4）正、反物质宇宙模型。持这种学说的人认为，现在的宇宙已分成正物质区域和反物质区域两大部分，我们正好生活在正物质区域中。