如题所述
现代天文学认为，宇宙是所有时间空间物质的总和，[1] 是我们这个物质世界的整体，是物理学和天文学的最大研究对象。解释宇宙的科学方法和理论构成了具有现代意义的宇宙学。时至今日，宇宙学已经成为了一门精确科学。[2]
古代对宇宙的定义，有西汉的《淮南子》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。[3]
通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138.2亿年，但宇宙的直径显然要大于这个数值，最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年，甚至更大。[4]
人类所观察到的部分宇宙的物件大约是由4.9%的普通物质（构成恒星、行星、气体和尘埃的物质）或“重子”，26.8%的暗物质和68.3%的暗能量构成。重子物质构成星系际的椭圆形[5-6]
在宇宙中，地球是人类目前所知唯一一颗有生命存在的星球。
宇宙大爆炸是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的，并经过不断的膨胀到达今天的状态。[7]
暗物质和暗能量分别通过对普通物质产生的引力作用和推动宇宙做加速膨胀而表明它们的存在。如果暗能量不存在，那么物质间的万有引力作用就会减慢宇宙的膨胀，但是天文观测表明我们的宇宙在做加速膨胀运动。历史记载
《文子·自然》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。” 《尸子》：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。” 《淮南子》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。[9] 《庄子·庚桑楚》：“出无本，入无窍。有实而无乎处，有长而无乎本剽。有所出而无窍者有实。有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”[10]
从远古到现代
中国古人曾提出盖天说和浑天说，在春秋战国时期民间就有嫦娥
美国艺术家PabloCarlosBudassi画出整个宇宙
美国艺术家PabloCarlosBudassi画出整个宇宙
奔月的传说，汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极，宙之端无穷”的无限宇宙概念。[12] 浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。[13]
公元前7世纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。
古犹太人认为，地球是宇宙的中心，周围绕着一圈星球，再往外去，寥落地分布着其余天体。有一个静止的天球存在，在其内部，星球各居其位，转动不止。[14]
地球原来是近似圆形
最早认识到大地是球形的是古希腊人。[15] 公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和大地都是近似球形的。[16] 这一观念为后来许多古希腊学者所继承，被17世纪初麦哲伦的环球航行所证实。[17-18]
地心说、日心说和万有引力定律
公元2世纪，C.托勒密提出了世界上第一个行星体系模型地心说。
托勒密的地心说示意图
托勒密的地心说示意图
地球处于宇宙中心 能转动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。为了说明行星运动的不均匀性，提出行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。[20]
1543年，N.哥白尼所著《天球运行论》正式提出了“日心说”观点，[21] 认为太阳是行星系统的中心，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动。在中世纪的欧洲，托勒密的地心说由于符合神权统治理论的需要，一直占有统治地位。为了捍卫日心说，不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争，付出了血的代价。[22]
1609年，J.开普勒的开普勒三定律揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了日心说，为牛顿万有引力定律的提出打下了基础。[23] 1608年利普赛发明望远镜后，伽利略立即加以改造并指向苍穹。1610年，伽利略发表了划时代的著作《星际使者》，朦胧的银河原来是无边的星海，皎洁的月亮竟然布满了环形山，灿烂的太阳哪知会有黑子，而金星的相位变化和木星的4颗卫星恰恰是日心说最可靠的证据。[24-25]
1687年，I.牛顿牛顿发现了万有引力定律，使哥白尼的学说获得更加稳固的科学基础。[26]
詹姆斯-韦伯空间望远镜的两片测试镜面
詹姆斯-韦伯空间望远镜的两片测试镜面
天文望远镜的诞生带来了天文学的第一次革命。随着天文望远镜等观测和分析仪器的问世和改进，人类对宇宙的认识愈加清晰丰富。望远镜的每一次发展、突破，都促进了天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃，对数学、物理学及其他自然科学产生重大影响，并推动了人类文明进程。18世纪中叶，T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法，用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例，1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图，奠定了银河系概念的基础。
在此后一个半世纪中，H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂，以及许多人对银河系直径、厚度的测定，科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶，康德等人还提出，在整个宇宙中，存在着无数像银河系那样的天体系统。
到1924年，由E.P.哈勃用造父视差法测量仙女星系的距离确认了河外星系的存在。
直径和年龄
最新的研究认为宇宙的直径可920亿光年，甚至更大。[29]
目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。[30]
形状
宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状
宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状
目前的宇宙理论认为宇宙是一个球体，类似马鞍状的负弯曲形状，该理论源于宇宙大爆炸理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。[32]
同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦的，2013年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。[33]
斯蒂芬·霍金表示，我们宇宙的形状可能是一种难以置信的几何图形，更接近于超现实主义的艺术，如同荷兰艺术家摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创
银河系
银河系
作的图形一样。
霍金的想法以弦理论为依据，而该理论目前仍然还处于假设之中，并未被验证。如果用语言来形容宇宙的形状，应该是整体呈现多重镶嵌模式，具有无限重复出现的扭曲面，曲面间环环相扣，如同科奈里斯·埃舍尔创作的“圆形极限IV”图案，也与美国工程师P.H. Smith创作的“史密斯圆图”类似，体现出双曲空间的概念，是一种非欧几何的空间形态。
古代对宇宙的定义，有西汉的《淮南子》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。[3]
通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138.2亿年，但宇宙的直径显然要大于这个数值，最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年，甚至更大。[4]
人类所观察到的部分宇宙的物件大约是由4.9%的普通物质（构成恒星、行星、气体和尘埃的物质）或“重子”，26.8%的暗物质和68.3%的暗能量构成。重子物质构成星系际的椭圆形[5-6]
在宇宙中，地球是人类目前所知唯一一颗有生命存在的星球。
宇宙大爆炸是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的，并经过不断的膨胀到达今天的状态。[7]
暗物质和暗能量分别通过对普通物质产生的引力作用和推动宇宙做加速膨胀而表明它们的存在。如果暗能量不存在，那么物质间的万有引力作用就会减慢宇宙的膨胀，但是天文观测表明我们的宇宙在做加速膨胀运动。历史记载
《文子·自然》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。” 《尸子》：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。” 《淮南子》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。[9] 《庄子·庚桑楚》：“出无本，入无窍。有实而无乎处，有长而无乎本剽。有所出而无窍者有实。有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”[10]
从远古到现代
中国古人曾提出盖天说和浑天说，在春秋战国时期民间就有嫦娥
美国艺术家PabloCarlosBudassi画出整个宇宙
美国艺术家PabloCarlosBudassi画出整个宇宙
奔月的传说，汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极，宙之端无穷”的无限宇宙概念。[12] 浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。[13]
公元前7世纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。
古犹太人认为，地球是宇宙的中心，周围绕着一圈星球，再往外去，寥落地分布着其余天体。有一个静止的天球存在，在其内部，星球各居其位，转动不止。[14]
地球原来是近似圆形
最早认识到大地是球形的是古希腊人。[15] 公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和大地都是近似球形的。[16] 这一观念为后来许多古希腊学者所继承，被17世纪初麦哲伦的环球航行所证实。[17-18]
地心说、日心说和万有引力定律
公元2世纪，C.托勒密提出了世界上第一个行星体系模型地心说。
托勒密的地心说示意图
托勒密的地心说示意图
地球处于宇宙中心 能转动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。为了说明行星运动的不均匀性，提出行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。[20]
1543年，N.哥白尼所著《天球运行论》正式提出了“日心说”观点，[21] 认为太阳是行星系统的中心，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动。在中世纪的欧洲，托勒密的地心说由于符合神权统治理论的需要，一直占有统治地位。为了捍卫日心说，不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争，付出了血的代价。[22]
1609年，J.开普勒的开普勒三定律揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了日心说，为牛顿万有引力定律的提出打下了基础。[23] 1608年利普赛发明望远镜后，伽利略立即加以改造并指向苍穹。1610年，伽利略发表了划时代的著作《星际使者》，朦胧的银河原来是无边的星海，皎洁的月亮竟然布满了环形山，灿烂的太阳哪知会有黑子，而金星的相位变化和木星的4颗卫星恰恰是日心说最可靠的证据。[24-25]
1687年，I.牛顿牛顿发现了万有引力定律，使哥白尼的学说获得更加稳固的科学基础。[26]
詹姆斯-韦伯空间望远镜的两片测试镜面
詹姆斯-韦伯空间望远镜的两片测试镜面
天文望远镜的诞生带来了天文学的第一次革命。随着天文望远镜等观测和分析仪器的问世和改进，人类对宇宙的认识愈加清晰丰富。望远镜的每一次发展、突破，都促进了天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃，对数学、物理学及其他自然科学产生重大影响，并推动了人类文明进程。18世纪中叶，T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法，用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例，1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图，奠定了银河系概念的基础。
在此后一个半世纪中，H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂，以及许多人对银河系直径、厚度的测定，科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶，康德等人还提出，在整个宇宙中，存在着无数像银河系那样的天体系统。
到1924年，由E.P.哈勃用造父视差法测量仙女星系的距离确认了河外星系的存在。
直径和年龄
最新的研究认为宇宙的直径可920亿光年，甚至更大。[29]
目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。[30]
形状
宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状
宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状
目前的宇宙理论认为宇宙是一个球体，类似马鞍状的负弯曲形状，该理论源于宇宙大爆炸理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。[32]
同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦的，2013年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。[33]
斯蒂芬·霍金表示，我们宇宙的形状可能是一种难以置信的几何图形，更接近于超现实主义的艺术，如同荷兰艺术家摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创
银河系
银河系
作的图形一样。
霍金的想法以弦理论为依据，而该理论目前仍然还处于假设之中，并未被验证。如果用语言来形容宇宙的形状，应该是整体呈现多重镶嵌模式，具有无限重复出现的扭曲面，曲面间环环相扣，如同科奈里斯·埃舍尔创作的“圆形极限IV”图案，也与美国工程师P.H. Smith创作的“史密斯圆图”类似，体现出双曲空间的概念，是一种非欧几何的空间形态。
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