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[宇宙] 宇宙中的能量最初是从哪来的

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智慧谋略 发表于 2022-8-25 20:22:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
能量究竟是什么东西?它是怎么来的?

爱因斯坦那著名的质能方程E=mc,可谓是人人皆知,简洁明了,通俗好记,而且科研意义极高!但是人们通常只是明白质能方程代表一个物体也可以具有巨大的能量,而不明白这能量是怎么来的? 甚至产生了“能量构成了物质”这样的认知偏差,笔者选择最简单通俗的语言描述能量的发展史!




当我们一睁眼看见世界,各种各样的汽车跑在大街上,风吹草动到处可见。世界无时就无刻都处在运动之中,所以世界的运动就是绝对的,而物理就是一门量化运动的学科。


如果没有数学,没有量化,我们看见一个人在那跑步,只会哇哇乱叫,只有快慢的感觉,而没有速度的概念,所以就无法精确地表达出运动的快慢! 而一开始,人们先通过头脑中的时间和空间的原始概念量化出了速度! 空间距离除以时间间隔就是速度大小!


之后人们还发现,运动这玩意并不是匀速直线的,还有越来越快(慢)的现象,那么此后人们就又引人新的概念——加速度,用来描述运动越来越快的现象。


就这样,人们在很长的一段时间里,只能用速度和加速度的概念来认识运动现象!直到伽利略以及此后的牛顿出现,他们认为,只用速度和加速度描述世界的运动太片面了!胖子1秒可以跑2米的距离,瘦子也可以跑2米的距离,所以他们的运动速度都是2m/s,难道他们的运动是一样的? 因为当初只能用速度和加速度描述运动,所以并不能区分开胖子和瘦子的运动差别,那么当我们在运动中引入质量,就可以区分开来胖子和瘦子的运动了!




所以此时的力就是加速度和质量的乘积。即便胖子和瘦子的加速度一样,那么他们的运动也是不同的,因为力不同啊!


此后莱布尼茨发现了一个秘密,一个人把1千克的东西举高4米,和把4千克的东西举高1米,好像难度是一样的。这里面貌似有种守恒量呢?


此后的托马斯·杨,才终于发明了能量的概念。把能量规定为力和距离的乘积!能量=Fx(F是力的符号,x是位移的符号)。这样对能量的定义,就可以把莱布尼茨的小秘密囊括其中了!




能量的一个表达式是力和位移的乘积,那么力又是质量和加速度的乘积,加速度又是速度变化量和时间的比值,而速度又是空间和时间的比值!所以能量归根结底就是:时间,空间和质量的结合!不管是热能,核能,电能,风能,最本质的就是由时间,空间和质量组成的量化运动转化的工具。所以这也是各种能量直接可以相互转化的一种解释!


 楼主| 智慧谋略 发表于 2022-8-25 20:22:44 | 显示全部楼层
宙中所有的能量都是从哪里来的,难道是凭空产生的?
我们在中学学过的一个重要知识就是能量守恒,记得那个时候反反复复做了好多关于,能量或者质量的问题,所以到了现在印象还特别深刻,这其实并不是以个难以理解的问题,比如说你拿一块木头点了一堆火,一会你就觉得热了,但是木头却慢慢变成灰烬了,你要是再想吧这灰烬也点着那可就费劲了,这就是能量的转移,但是总量是不变得,否则这个木头就可以永远的烧下去。

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那么一定有小伙伴会提问,既然能量无法凭空产生,那么在宇宙中能量是怎么来的呢?其实对于这个问题,我们并没有绝对正确的回答,因为我们对于整个宇宙的了解实在是太少了,但是我们能够提出一个让大部分都能接受并且能回到大部分宇宙问题的假说,只不过要证明这个假说,还需要人类走好长的路。

按照大家都能接受的宇宙形成理论来说,宇宙在诞生的第一天并不像现在那么大,而是一个无穷小的点,这个点把地球上所有的物质都挤在了一起,因为它太小了,所以根本没有粒子的分别,我们只能用无穷的概念去形容它,他无限小又无限重温度无限高,然后突然有一天他一高兴就不玩了,于是这个点就开始向外扩张,你可以理解为把一个无限小的气球吹得越来越大,在爆炸的过程中,构成宇宙的各个粒子就四散付出去了,然后又经过互相的作用冲撞结合最后形成了各个星系,在这个过程中,宇宙从一个温度极高的点迅速开始降温,然后就变成了我们现在所看到的样子。

那么宇宙扩张的能量和宇宙中星系发出的能量都是怎么来的?其实说到底都是从这个点的质量转化而来的,因为根据质能方程,质量就是能量,这个无穷大质量的点在爆炸过程中势必有一大部分的质量转化为了能量,所以这样看来,当这些能量用完的时候,宇宙的温度将变得接近绝对0度,那时候所有的粒子都不会再运动,这可能就是宇宙死亡的时刻。

所以我们可以看出来,宇宙中的能量是从一个点而来的,那么这个点又是怎么来的呢?它可能是外围宇宙中的黑洞也可能是一个完全让我们理解不了的东西。

 楼主| 智慧谋略 发表于 2022-8-25 20:22:59 | 显示全部楼层

宇宙中的能量最初是从哪来的

  科普知识是一种用通俗易懂的语言,来解释种种科学现象和理论的知识文字。用以普及科学知识为目的。下面和小编一起来看宇宙中的能量最初是从哪来的,希望有所帮助!


  宇宙中的能量最初是从哪来的1

  现代科学对于宇宙的探索了解越来越多,但有一个问题一直困绕着很多科学家。宇宙中的能量最初是从哪来的?根据能量守恒定律,我们知道能量不会凭空消失,也不会凭空产生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,能量的总量是不会变的。

  能量是什么?其本质在物理上的意义是四维空间度量的一个物理量,就好比三维空间度量的物理量--动量,或二维空间度量的物理量--质量等。

  对于宇宙的来源,现代物理学是认为是源于宇宙大爆炸,科学家认为我们所处的宇宙是源自于138亿年前的奇点爆炸而形成的。138亿年前,宇宙所有的物质和能量被压缩在一个无穷小的奇点之中。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效。在奇点扩张脱离极限以前,所有的状态对于现存世界没有影响,我们不可能从现在状态推导到奇点以前的状态。

  但这里有一个问题,宇宙既然是从一个奇点爆炸而来,那奇点中的能量是哪来的?这个科学家就无法解释了,能量是不会凭空产生的,它一定有来源。上世纪末,通过对宇宙的观测显示,宇宙正在加速膨胀,而现代物理又发现了暗物质,因此推断宇宙中可能大部分是由暗能量组成,宇宙的膨胀其实也就是暗能量在膨胀。

  宇宙大爆炸之初,爆炸之初,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。

  宇宙形成的能量,我们推断是来自于那个奇点之中,而奇点之中的能量来自何方,就需要我们做更进步的假设。

  或许我们可以做这一个假设,宇宙是多元的,有很多个宇宙,我们这个宇宙只是一个年轻的宇宙,138亿年前,一个古老的宇宙内,一个高级文明把一颗宇宙种子放在了混沌虚空之中,各个宇宙就是生存在混沌虚之中的,那颗宇宙种子被放入虚空之后,这个种子就是我们所理解的奇点,最后这颗种子开始爆炸,经过无数的演化形成了我们现在的宇宙。

  这有点创世的传说,其实这也是最有可能的一种解释,现代科学不是认为宇宙就是多元的吗?宇宙之外还有其它的宇宙,既然宇宙是多元的,那宇宙也分年龄大小,那些年龄大的宇宙,里面的文明恐怕发展了几百亿年了,对于我们来说就是神一样的存在。那种文明的科技手段是我们无法理解的。

  当一个文明发展到顶端到的时候,创造一个宇宙或许也不是难事,而我们现在所在的宇宙或许就是这样来的,宇宙中的能量就来源于那个古老的宇宙,如果这种解释成立,那是不是也表明,有不少的宇宙也是这么来的?或许未来有一天,地球文明的文明发展也达到顶端的时候,地球文明也有了这种创造宇宙的能力,或许我们也会去撒播一些这样的种子,这也是一种观察宇宙从创造之初到演化过程一个很好的观察。或许当时那个古老文明目的也是为了观察宇宙的演化过程。

  宇宙中的能量最初是从哪来的2

  能量是否和物质是同一样东西吗,物以类聚,属性相同和属性相反的东西通常会共同存在,只有属性相反的或相同的才能互相起作用。例如带正电的质子和带负电的电子,光和热。光子是能量,但是他对物体也有压力,叫做光压,那么光子是不是物质和能量的集合体,所以才会对物体有作用力,还是说物质和能量本来就是一样的东西来的。能量被物质吸收会变成物质吗?物质释放能量又会怎么样。物质和能量共同存在在物体中,随便一个变能量和物质都会共同改变,要么能量和物质是一样的,要么是属性相反的,但事实说明能量和物质,物质和能量都是成正相关的。

  我认为能量与物质应该是同一东西,当能量碰到物质的时候物质状态会变化,当物质改变的时候能量会变化。当我们对外物做功的时候,外物会移动,我应为是因为是能量碰到了物质,变为物体的一部分,使得物体会移动,当物体对外做功的时候,可能质量会变小了,转化为能量并对外做功,使得被接触的物体质量大了。质量越大的物体可转化能量的能力会越大,例如,万有引力就是因为物质与能量的关系,质量越大的物质,的吸引力越大。物质与能量量应该是一致的,他们都是守恒的,如果不一样,那么万有引力对外做功消耗了什么。万有引力对外做功会消耗质量,但这质量会是很小。但当质量很大的,例如黑洞,当黑洞吸引其他东西,黑洞的质量会消耗,能量会减小,因此黑洞表面的质量和能量会减小的很快,所以温度很低。但物质与力量不会消失,由于大家受的力是一样的,万有引力消耗的质量和能量会平均分配,使得质量小的速度越快,质量大的.质量更大,这是因为物质与能量的转化关系,质量大的可转化能量的能力大所以质量会越来越大,质量小的能力小所以速度会越来越快。速度越快的物体质量越大,速度越快和质量越大的物体,对外做功的效果越大。说明他们的能量都是变大的。要使物体速度更快,需要更大质量的物体对他做功。物质其实就是能量。

  宇宙本来是空空的,是因为物质和反物质平衡,但因为他们都在作无规则的运动,平衡被打破,导致宇宙大爆炸因此产生的物质的世界和反物质的世界。我们所在的世界是物质比较多的世界,一部分的物质和反物质中和着,一部分反物质还存在着。而反物质的世界就存在在反物质较多的一边。既然物质和反物质存在着那么能量也应该有能量和反能量吧。当黑洞质量非常大时,黑洞内部密度超大,物质转化能量的能力超大,我们可以把物质当成能量的集合体,当能量体太过集中,会使得物质和反物质中和的反应更加明显,黑洞的物质会减少,导致黑洞的物质存在的不平衡,使得黑洞内部的物质瓦解变回能量,连锁反应,能量爆发,使得黑洞物质能量会不断外泄,物质和能量爆发,变成一个不断对外放出能量的物体,可能是白洞吧。

  能量会汇聚成物质,物质会变回能量。其实能量转化为物质的事情就时刻发生在我们身边。


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