篇一：本科物理毕业论文：关于宇宙形成与演化的几种理论
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毕业论文
题目关于宇宙形成与演化的几种理论 学院 物信学院姓名 xxx
专业 物 理 学学号 xxx 指导教师 xxx 提交日期 2013年5月10日
原创性声明
本人郑重声明：本人所呈交的论文是在刘保
义教师的指导下独立进行研究所取得的成果.学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处.除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果.
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关于宇宙形成与演化的几种理论
（天水师范学院，物理与信息科学学院 甘肃 天水 741000）
摘要：宇宙学是一门年轻又古老的学科。通过《时间简史》等文献来了解宇宙起源，在人们认识宇宙起源的过程中提出了许多观点，并且它们已被证明。本文主要介绍了宇宙膨胀模型、大爆炸理论、黑洞中的奇点与量子效应理论。简要说明它们发展过程和理论依据。
关键字：宇宙膨胀大爆炸宇宙模型黑洞量子效应
Abstract: Cosmology is not only a young subject,but also has a long history subject. We understand the origin of the universe through many literatures, such as 《a brief history of time》and so on ,and put forward many ideas in the process of people understanding the origins of the universe ,then the ideas have been proved.This paper mainly introduces the model of the universe's expansion, the big bang theory and black holes in the singularity and quantum effect theory. It briefly explains the process of their development and theoretical basis.
Key words: the expansion of the universe big bang model of the universe black hole quantum effects
目录
引言 ：....................................................................................................... 5
1、 宇宙膨胀模型 ................................................................................ 5
2、大爆炸宇宙 .................................................................................... 7 3、
4、
5、
黑洞中的奇点与量子效应 ............................................................ 8 总结： .......................................................................................... 10 参考文献： .................................................................................. 12
关于宇宙形成与演化的几种理论
引言 ：宇宙学是一门年轻又古老的学科，人类对宇宙的起源在不断地探索着。当我们回望人类漫长的探索宇宙的进程时,在我国历史上最早认识宇宙，是有“科圣”之称的伟大的科学家张衡。也可以说是人类历史上认识宇宙的先驱。在后来主要是西方国家对宇宙探索有很大的进展，尤其是近几百年，其中对宇宙的形成与演化有很多的著名的观点，主要形成的观点有相对论原理、宇宙膨胀模型、大爆炸宇宙论等。霍金在《时间简史》中比较全面的描述了整个宇宙的图景，他还还提出了自己的很多观点，本着一种好奇心,想了解一下关于宇宙学的观点 , 所以借助史蒂芬·霍金的《时间简史》及其他书籍，将宇宙学的一些观点在这里罗列出来。在这里主要写了膨胀中的宇宙、大爆炸宇宙理论以及黑洞中的奇点与量子效应观点，这些观点在宇宙学中都具有重大的意义。
希望我们对宇宙理论有更多的认识和了解，宇宙学是一门古老而年轻的学科, 希望更多的人去了解宇宙学、研究宇宙学、了解我们所处的宇宙空间。让我们更早的回答出我们一直想知道的问题：我们从何而来，又到何处去?
1、 宇宙膨胀模型
篇二：宇宙的起源演化论
宇宙的起源演化论
宇宙空间是无限永恒不的，空间既不会膨胀也不会收缩，更不会弯曲。物质是无限的，在140多亿年前，原始物质充斥着整个宇宙空间，物质和空间是一个混沌体，所有空间被原始物质填充。原始物质稳定且蕴含完整的能量。原始物质比重很小，无色透明。原始物质被压缩在、宇宙无限空间内，在宇宙压强的作用下，原始物质的密度是均匀的。原始物质经历了无限长的时间，始终保持稳定状态。宇宙空间内没有星系物质，没有尘埃，没有光。宇宙空间内只有原始物质。直到140亿年前的一天，宇宙孕育了一个空洞。由于宇宙空洞的出现，原始物质的稳定和万有引力平衡被破坏，在万有引力作用下，原始物质以宇宙空洞为中心向外扩散。由于原始物质的挤压、使得原始物质内部形成高温高压，当原始物质内部的温度和压强，超过原始物质临界聚变爆炸的温度和压强时，原始物质先后发生聚变爆炸，并高速向外延续，原始物质聚变爆炸生成原子物质、并释放出宇宙微波背景辐射，宇宙压强随着温度的降低而消失。在万有引力作用下原子物质慢慢汇聚成很多星系。星系之间并慢慢加速膨胀。我们今天看到的宇宙物质大约已经扩散了140亿年。宇宙星系物质向外膨胀、是因为星系内的物质少、星系外围物质多促成的。
现代宇宙学说的主流，是宇宙大爆炸理论，宇宙大爆炸理论的主要理论及数据观测依据，包括有以下几点：
1 多普勒效应：多普勒效应指出。波在波源移向观查者时频率变高，而在波源远离观测者时频率变低。多普勒在1842年提出他的这一理论。
2 哈勃先生的观测结果。美国天文学家哈勃先生在天文观测中发现大部分星系光谱是红移的。根据多普勒效应，几乎所有星系都远离我们而去。而且星系红移的大小是和星系离开我们的距离成正比，星系离我们越远，它离开我们运动的速度越快。他在1929年提出以上结论。
3 1965年，彭基亚斯和威尔逊发现了宇宙微波背景辐射。后来他们证实宇宙微波背景辐射是大爆炸时留下的遗迹，他们认为，宇宙微波背景辐射给宇宙大爆炸理论提供了重要证据。宇宙大爆炸理论认为，宇宙微波背景辐射是来自遥远的天体辐射来的光线，由于宇宙的膨胀红移得更厉害，以致于现在只能作为微波辐射被我们所观测。
4 1922年弗利德曼对于宇宙作出以下的假定，我们不论往哪个方向看，也不论在任何地方进行观察，宇宙看起来都是一样的。
以上1，2，3点是基于科学观测得出的结论和数据，是可以相信的，第4点是一个科学假设，目前还没有什么人提出有力的反驳论点。一切似乎合情合理，而且都是根据可靠的观测数据，大部分的星系光谱都是红移的，星系红移的大小也不是杂乱无章，而是和星系离开我们的距离成正比。星系越远，则它离开我们运动得越快。来自更遥远的光线甚至红移得更厉害，以致于现在只能作为微波辐射被我们所观测。由此推测，在时间上往回追溯，必定在过去某一时刻宇宙中的物质集结在一起，密度极高。比利时的勒梅特、设想宇宙早期处于极端稠密的状态，像一个巨大的发射性原子核。在1932年，他提出宇宙起源于这个被称为原始原子的爆炸的想法。1948年，伽莫夫等人又将宇宙膨胀跟形成联系起来。这就是宇宙大爆炸理论的前身。
宇宙大爆炸理论的缺陷和错误：
1 如果有人说研究宇宙物质运动，不用考虑运动定律或万有引力的因素，有科学常识的人，是不会接受这样的说法，宇宙大爆炸理论，没有考虑运动定律和万有引力的因素，或者说，这种学说得不到普适的运动原理和万有引力原理的合理解释。宇宙大爆炸之后，在万有引力作用下星系物质，应该减速膨胀。宇宙物质却在加速膨胀，根据已知的任何力学知识，一个物体要做加速运动，必须要有一个力作用于它，没有任何力的作用而做加速运动，显然是不可思议的。这也明显违背运动定律和万有引力定律。该理论将种种无法解释的现象或原因，都归结为一种未知因素，而宁愿引入种种假设，使宇宙理论越来越复杂，显然不是明智而可取的科学态度，如果仅仅为了某种假说的需要，甚至仅仅为了解释某种现象，而必须放弃甚至不惜违背已知的普适的物理定律，不仅显得苍白无力，更是得不尝失。
2 宇宙大爆炸理论存在另外一个明显的问题。研究宇宙物质运动不用考虑速度和动能的因素，一定不会被科学所认同。根据宇宙大爆炸理论，宇宙物质在过去某一时刻，集结在一起，目前的科学家们普遍认为这一时刻在137亿年前，科学家们普遍认为这就是宇宙的年龄。我们现在假设这个理论是正确的，看我们会推导出什么样的结论。根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙大爆炸的那一刻，地球物质和所有天体物质处在同一位置，宇宙大爆炸之后，经过漫长的演化过程，宇宙成为目前我们观测到的现状。又根据我们目前的精密观测仪器，我们可以观测到离我们130多亿光年的天体，同时我们在地球相对应的一侧也能观测到一个130多亿光年的天体。也就是说，这两个星系在130多亿年前，以距离地球现在的位置130多亿光年，或者说在130多亿年前，这两个天体已经分离了260亿光年的距离。在137亿年前宇宙还没有爆炸，那么这两个天体分开260亿光年，用了大约7亿年的时间，它们分开的速度至少比光速还快39倍。现在我们观测到130亿年前那些遥远的星系，是在加速膨胀，也就是说在这之前是越来越慢的，这样使得理论和现实观测完全不符。
3 宇宙微波背景辐射的发现，作为宇宙大爆炸理论的重要证据，让人无法理解，我们知道，根据宇宙大爆炸理论，宇宙膨胀之初温度一定超高，宇宙微波背景辐射一定超强，宇宙越膨胀温度越低，宇宙微波背景辐射一定会越弱。银河系高速移动，证实银河系没有在宇宙大爆炸中心位置，那么我们测得的宇宙微波背景辐射各个方向一定不是相同的，宇宙大爆炸起点方向,宇宙微波背景辐射一定很强，在地球相对一侧宇宙微波背景辐射一定很弱。我们不知道宇宙膨胀用了多少时间，可宇宙膨胀之初的强大宇宙微波背景辐射一定还在传播。可是我们今天观测的宇宙微波背景辐射，各个方向几乎完全是相同的，理论和实际观测完全不符。
宇宙起源理论主要理论及数据观测依据，包括有以下几点：
1 光速定律，如果光源高速远离观测者，观测者到光源的这段距离，光的传播速度会减慢。光的频率会降低。如果光源高速移向观测者，观测者到光源的这段距离，光的传播速度会加快，光的频率会增高。也就是说我们和宇宙微波背景辐射源，没有137亿光年远。2 哈勃先生的观测结果。美国天文学家哈勃先生在天文观测中发现大部分星系光谱是红移的。几乎所有星系都远离我们而去。而且星系红移的大小是和星系离开我们的距离成正比，星系离我们越远，它离开我们运动的速度越快。他在1929年提出以上结论。
3 1965年，彭基亚斯和威尔逊发现了宇宙微波背景辐射。 宇宙微波背景辐射是来自、高速远离我们的天体辐射，由于辐射时物质高速移动，以致于现在只能作为微波辐射被我们所观测。
4 根据反万有引力定律。当物质的密度小于外围空间的物质密度，物质之间就会相互排斥。当物质的密度大于外围空间的物质密度，物质之间就会相互吸引，星系之间膨胀，是因为星系的物质密度小于宇宙的物质密度。
5 原始物质的聚变是在向外高速挤压时爆炸，释放的宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射源是高速远离我们的。当原始物质在爆炸时、把物质往回推，使得这些物质形成星系时的红移，远比宇宙微波背景辐射红移的要少。
6 原始物质大爆炸是连锁推进的，爆炸的力度都一样，他所释放的宇宙微波背景辐射，各个方向一定是相同的。这和我们今天的检测结果完全一致。
宇宙的起源与演化理论：
宇宙空间是无限永恒不的，空间既不会膨胀也不会收缩，更不会弯曲。宇宙物质是无限的，在140多亿年前，原始物质充斥着整个宇宙空间，物质和空间是一个混沌体，所有空间都被原始物质填充。原始物质稳定且蕴含完整的能量。原始物质比重很小，无色透明。原始物质被压缩在、宇宙无限的空间内，在宇宙压强的作用下，原始物质的密度是均匀的。原始物质的万有引力，始终保持平衡状态。原始物质经历了无限长的时间，始终保持稳定状态。宇宙空间内没有星系物质，没有尘埃，没有光。宇宙空间内只有原始物质。直到140亿年前的一天。因特殊原因，使得宇宙空间内原始物质的某一区域，形成一个宇宙空洞。空洞内原始物质减少，空洞内万有引力也随之消弱，当内外万有引力的差值超过宇宙压强时，万有引力链条断裂，原始物质开始远离宇宙空洞方向扩散，这样宇宙空洞就会逐渐加大，打破宇宙原有原始物质的万有引力平衡状态。在万有引力作用下原始物质向外挤压，使得宇宙空洞周围很大区域的原始物质，处于高温高压状态，当原始物质的某个位置，温度和压强超过临界聚变爆炸的温度和压强时，原始物质发生聚变爆炸，聚变产生超高温高压，释放出宇宙微波背景辐射，聚变是在原始物质温度最高，压强最大位置。聚变使得物质急剧膨胀压强急剧升高，外围原始物质高速向外连锁聚变。宇宙空洞内没有原始物质，也就是说宇宙空洞没有聚变发生，更不会有宇宙微波背景辐射。原始物质聚变生成氘，氚，氦等原子物质，因氘、氚、氦粒子占用空间很小，聚变后的宇宙空间，宇宙压强消失，聚变空间内的氘，氚，氦粒子占用空间很小，这些物质处在自由漂浮状态，在万有引力作用下先后汇聚成恒星和星系，这些恒星和星系经过漫长的演化，我们的太阳和地球诞生了。有些原始物质没能发生聚变，就是今天的暗物质。宇宙空洞和原始物质聚变，使得星系内的物质密度降低，在万有引力作用下。星系物质会慢慢向物质多的方向漂移。使得星系物质之间慢慢加速膨胀。星系物质已经扩散了140亿年。从原始物质聚变开始，慢慢形成今天的宇宙。
我们熟悉的物质被地球吸引，地球被太阳吸引，太阳被银河系吸引，我们从以上经验分析，在万有引力作用下、宇宙中所有物质都应该向一起收缩。然而宇宙星系的运动却和我们的经验完全相反，星系之间是向外膨胀。宇宙星系物质的移动是向外的。这一现象、是因为星系内的物质少、星系外围物质多促成的。在140多亿年前、原始物质被均匀地压缩在、宇宙无限的空间内，原始物质蕴含着完整的能量，由于宇宙空洞的出现，打破宇宙原始物质的万有引力平衡状态，使得原始物质的能量被逐级释放，最终形成今天的宇宙。我们看到，星际之间加速膨胀，不需要牵强的附加假设条件，不需要暗能量的推力，在万有引力的作用下，星系物质的移动不会停止，只是方向上在我们看来是向外的。宇宙的起源与演化理论，是建立在前人不断积累的实践观测数据，和已知科学理论上的唯物辩证的宇宙观。
篇三：写一篇关于宇宙的物理论文
怎样写一篇关于宇宙的物理论文？物理这一理科，怎样写论文？ 解：论文是指用来进行科学研究和描述科研成果的文章，简称之为论文。它既是探讨问题进行科学研究的一种手段，又是描述科研成果进行学术交流的一种工具。物理学科同其它学科一样也是有许多研究和成果的，当然也有论文的。
如何写论文呢？
1、论文写作的基本要求
任何科学研究只有经过周密的科学设计和严肃认真的科学研究工作，才能写出科学性强、有价值的论文。对论文的要求如下。①独创性：科研的灵魂是创新，论文反映科研成果，因此贵在创新；②准确性：论文目的应明确解决什么问题，不可漫无边际，含糊其词；③客观性：实验结果要忠于事实和资料，讨论不可夸张；④公正性：实事求是地评价自己和别人的工作，不要高抬自己，贬低别人；⑤确证性：结论要根据实验结果得出，要有充分的证据，能够重复验证；⑥实用性：理论要联系实际，要注重实用价值；⑦可读性：文字要扼要简明，论点论据分明，便于阅读。
2、论文写作格式的要求
论文的写作格式不是千篇一律和一成不变的，通常包括下列内容：①标题；②署名（包括单位及合作者）；③摘要（包括中、英文摘要及关键词等）；④引言；⑤材料与方法；⑥结果（包括图表及其注解等）；⑦讨论（包括结论）；⑧参考文献。
2.1 标题 论文的标题不但要简短明了，概括全篇，便于记忆，
而且要鲜明、生动且准确，富有吸引力。它应当是一个句子，表达完整的意思。一般要求在20个字左右，太长可以考虑用副标题解决。标题必须准确地概括文章阐述的内容，反映文章的性质。切忌文题与内容不符、混淆文章的性质及未反映研究对象等。
2.2 摘要 为方便读者概略了解论文内容，在论文的正文之前，用醒目字体刊印约150～200字左右的摘要，简述研究工作的目的、方法、结果及结论等。摘要力求精练，应反映全文的主要内容。在摘要之下，根据内容选写3～10个主题词（关键词），主要目的是为了方便编制或纳入电子计算机检索。
2.3 引言 亦称前言、导言或序言，是文章开头的一段短文，简要说明本研究的目的和意义，指出研究方法和途径，亦包括这一研究的历史、现状、前人的方法、结果及见解，对自己的启发等。引言对读者起到一定的定向作用，写引言切忌离题或公式化。有些论文或短篇报道可不写引言，开门见山阐述问题。在正文内首次出现不常用的英语术语缩写词时，应写明全称，并要有中文注释。
2.4 材料与方法 材料部分应说明具体的实验观察对象，所用仪器和试剂的产地、型号及规格等。在方法部分要着重介绍研究的对象与数据如何获得，使读者了解样本的代表性、组间可比性、指标与观测方法的精确性。详细写明实验（试验）步骤的细节，以便他人重复验证。常见的毛病是上述各项交代含糊，甚至疏忽大意，让审稿人摸不清头脑。
2.5 结果 结果部分是论文的实质和精华，描述必须如实、具
体和准确。把经过审核以后用统计学处理过的实验（试验）检测数据资料按照逻辑顺序在正文及图表中表达。科学研究论文的结果多用3种形式，即表格、图及文字说明。表格应做到有表序和表题，表的格线应尽可能少，表的内容清楚，尽可能少用或不用标点符号，必要时应多用统计符号（如t，P值）代替文字说明，表内数据应反复核实，须与文字说明相符。图下应有图号图注，图中重要部位应有标志，应用原始的实验记录图或照片，不宜用复印件或影印件。各种线条图、照片以及各种图象均称为插图，不应分为“图”和“照片”。文字的要求：文字、数据和符号是表达科研成果和结论的重要手段。文字应简明、清楚和明确，多用数学式表达成果，正确运用各种符号，对不符合主观设想的数据和结论，应作客观的分析，不宜作过多的文字说明。
2.6 讨论 是文章的重要组成部分，是从理论上对实验和观察结果进行分析比较、解释、推论或预测等，应用已有的理论去解释实验（试验）研究的所得结果，或者应用国内外那些根据较足，但尚未定论的新学说进行学术讨论，或者用自己的实验（试验）根据进行讨论，阐述实验（试验）结果的理论和实际意义。与国内外先进水平的比较，指出今后的研究方向。讨论中要避免与实验（试验）结果无关的主观推断或不成熟的结论。
2.7 参考文献 列出参考文献的作用：①论证作者的论点，启发作者的思维；②同作者的实验结果相比较；③反映严肃的科学研究工作态度，亦为读者深入研究提供有关文献的线索。所引用的参考文
献篇数不宜过多，论著类论文要求在10篇左右，综述类文章以20篇左右为宜。所引文献均应是作者亲自查阅过的，并注意多引用权威性、专业性杂志近年发表的相关论文
3、论文的发表
作者在写论文时，要明确稿件将投送哪个刊物，并按其“稿约须知”撰写。论文完稿后作者必须进行反复修改，认真校对，以使论文在审稿、编辑及校对过程中顺利过关，降低退稿率。投稿前最好先请本专业的学术小组、专家、同事或外单位同行看稿，征询意见。对于修回的意见，如认为提得正确，则修改补充。必要时可与编辑通过电话或电子邮件交换意见。
对于还处在中学学习阶段的学生来说，不一定是都要严格按照上面的要求来进行论文的写作，只要能将自己的发现和观点依据一定的实验结论与理论基础表达出来即可。
附文：
宇宙
宇宙是物质的，宇宙是无限的，宇宙是运动的，宇宙是永恒的。 传统的二元论观点，总是以截然相反的眼光、平面的思维方式看世界。如：阴阳、正负、上下、有无……，因而往往得出非此即彼的结论。所以是不完整的有缺陷的认识论和方法论。但其实二元论本身已经蕴涵了三元论的思想。如：阴与阳的对称、和谐、平衡就是一种与阴、阳有别的存在形态。正因为如此，阴阳、五行、八卦等等易学玄机，才显得那么奥妙无穷又那么高深莫测。
一、宇宙是物质的
用唯物主义的观点看，世界是物质的，宇宙当然也是物质的。把二元论的“有”和“无”再分别的看，“有”可以再分为“正”和“反”。如同一张纸，必然存在着正面和反面。于是人们想到了正物质与反物质。我们常见到的正物质的原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子以及不带电的中子构成，这就是典型的原子三元结构模型。既然我们是生活在行星上，所见到的都是正物质，那么，反物质就只可能存在于恒星上。这样也就很好理解恒星的发光发热了。巨大的恒星周围巨大的引力场，不断捕获与之相反的物质，进行着大量的正负电荷的中和，同时诱发核反应导致物质的湮灭。根据爱因斯坦的质能方程可知，恒星将以光和热的形式，释放出巨大的能量。所以，恒星的表面温度极高，以至于它周围的“大气层”温度极高而被人们误以为太阳是个巨大的“气球”。据人类有史以来的观测，太阳的质量没有明显的减少，就是这观点最可靠的证明。同时，太阳特有的黑子、耀斑、日珥、磁暴等现象，则极有可能是它捕获大块物质而造成的。这就如同我们常遇到的落到地面的陨石。进一步推理，恒星的晚期变成中子星甚至“黑洞”也就是必然的了。
二、宇宙是无限的
首先，宇宙物质的量是无限的。至今为止，人们已观测到的星系数目就达到十多亿个，而每个星系都是由无数个恒星、双星、星团组成。究竟有多少颗恒星、多少颗行星，谁也说不清！也没必要去说清！ 其次，宇宙的空间是无限的。据说，人们已经能观测到距离我们
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