宇宙在物理意义上被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等,其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。
宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
大爆炸理论是关于宇宙演化的现代宇宙学描述。根据这一理论的估计,空间和时间在137.99±0.21亿年前的大爆炸后一同出现,随着宇宙膨胀,最初存在的能量和物质变得不那么密集。
最初的加速膨胀被称为暴胀时期,之后已知的四个基本力分离。宇宙逐渐冷却并继续膨胀,允许第一个亚原子粒子和简单的原子形成。
暗物质逐渐聚集,在引力作用下形成泡沫一样的结构,大尺度纤维状结构和宇宙空洞。巨大的氢氦分子云逐渐被吸引到暗物质最密集的地方,形成了第一批星系、恒星、行星以及所有的一切。
空间本身在不断膨胀,因此当前可以看见距离地球465亿光年的天体,因为这些光在138亿年前产生的时候距离地球比当前更近。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚,但可以测量可观测宇宙的大小,估计其直径为930亿光年。在各种多重宇宙论中,一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一,各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
随着巡天观测技术水平的逐步提高,人类不断尝试绘制整个宇宙的全貌。2021年1月14日,国家天文台bj-亚利桑那巡天(bass)团队和暗能量光谱巡天(desi)团队联合发布最新巨幅二维宇宙地图。
中文词源
在中国古代,“宇”和“宙”都不过指的是人们居住房屋上小小的部件,引申为越来越大的“宇宙”概念,宇指代空间,宙指代时间,这是一个漫长而复杂的演变过程。
“宇”字
周代金文的“宇”是一座房屋里面一个“干”字,实际上就是一座房屋的形状和结构。
《说文解字》曰:“宇,屋边也。”《诗经·豳风·七月》:“七月在野,八月在宇,九月在户,十月蟋蟀入我床下。”释文:“屋四垂为宇。”这里的“宇”正像《一切经音义》中说的“宇,屋檐也”一样,指房屋的屋檐、廊檐。《仪礼·士丧礼》“置于宇西阶上”、《资治通鉴》“权起更衣,肃追于宇下”等,也都是这个意思。
随着时间的推移,“宇”这个房屋上的部件,慢慢地就代替了整座房屋。
《诗经·大雅·緜》“聿来胥宇”、《楚辞·招魂》“高堂邃宇”、苏轼《水调歌头》“惟恐琼楼玉宇,高处不胜寒”中的“宇”,就不是屋檐,而是整个房屋。
到了屈原的《离骚》“尔何怀乎故宇”、贾谊的《过秦论》“振长策而御宇内”,此处的“宇”是指国家或天下了。《吕氏春秋·下贤》“神覆宇宙”、《墨子·经上篇》“久,古今旦莫(暮)。宇,东西家南北”里的“宇”,已是一个很大而多变的空间范畴。