宇宙为什么会膨胀_为什么宇宙膨胀的同时温度会下降？
2015-08-31 来源：利率表 点击：
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根据热力学第一定律可知，在一个封闭系统中，能量可以转换和传递，但不会凭空产生与消失，能量总和保持恒定，这就是能量守恒定律。热力学第一定律的表达式如下： dU=dQ+dW dU表示系统的内能（分子热运动和势能的总和），dQ表示热量（系统吸热为正值，系统放热为负值），dW表示膨胀功（系统所做的功为负值）。对于绝热过程，dQ=0，所以上面的表达式可以转化为如下的形式： dU=dW 对于理想气体的膨胀，系统所做的功为负值，也就是说dW<0。因此，dU<0，系统的内能减少。 在统计热力学中，温度是理想气体系统中分子平均动能的标志，表示分子热运动的剧烈程度。当内能减少时，分子平均动能也随之减少，所以温度也随之降低。 同样地，对于绝热膨胀的宇宙，其温度将会随着自身的膨胀而不断降低。根据宇宙大爆炸理论，我们现在的宇宙可以回溯至138亿年前的一个奇点。这个奇点的体积无限小、密度无限大、能量无限高，宇宙就从其中诞生。 宇宙大爆炸最有力的证据是弥漫整个宇宙空间的宇宙微波背景辐射，它是宇宙大爆炸的余辉。宇宙诞生之时的温度极高，随着宇宙的绝热膨胀，温度逐渐下降。经过138亿年的绝热冷却之后，温度下降到了现在的-270.42℃（2.73K）。 另外，宇宙正在膨胀的证据来自几乎所有星系的光谱都出现了红移。星系光谱的红移值随着距离增加而逐渐增大，星系距离越远，红移值越大，表明它们远离我们而去的速度也越快，这是宇宙正在膨胀的证据。事实上，宇宙不仅正在膨胀，而且还在加速膨胀，天文学家把这个背后的推动力称为“暗能量”。总之，只要宇宙继续膨胀，其温度还将继续下降。
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