前言：理論認(rèn)為,，組成宇宙的基本要素是物質(zhì)、能量,、時(shí)間和空間,。任何物質(zhì)都是由兩種相同或者不同的其他物質(zhì)組成的；物質(zhì)帶正,、負(fù)電荷是相對的,；物質(zhì)沒有最小單位等新的觀點(diǎn)。物質(zhì)就是能量,，能量也就是物質(zhì),，物質(zhì)的運(yùn)動變化是通過能量來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)較小的微粒物質(zhì)聚合組成較大的微粒物質(zhì)時(shí),，能量儲藏到較大的微粒子物質(zhì)內(nèi)部,，相反當(dāng)較大的微粒子物質(zhì)分解形成較小的微粒子物質(zhì)時(shí)，能量從較大的微粒子物質(zhì)內(nèi)部釋放出來,。在物質(zhì)和能量的運(yùn)動變化中,，始終保持物質(zhì)的質(zhì)量守恒和能量守恒。

關(guān)鍵詞：宇宙演化,，物質(zhì),；能量；認(rèn)識,；天文,，天體物理學(xué)；循環(huán),；平行宇宙,，蟲洞，量子,，暗物質(zhì),，暗能量，量子理論,，粒子物理學(xué),，引力場，引力波

物質(zhì)能量循環(huán)理論認(rèn)為,，物質(zhì)是構(gòu)成宇宙的物質(zhì)基礎(chǔ),，能量是宇宙運(yùn)動變化的表現(xiàn)；宇宙的運(yùn)動和變化是物質(zhì)在能量的作用下運(yùn)動和變化來實(shí)現(xiàn)的,，能量是物質(zhì)運(yùn)動和變化的動力,，沒有能量的存在，就沒有物質(zhì)的運(yùn)動和變化,；物質(zhì)的運(yùn)動和變化是在宇宙的空間實(shí)現(xiàn)的,，物質(zhì)的運(yùn)動和變化也就產(chǎn)生了時(shí)間。

具有當(dāng)今已知的一些著名天文物體的宇宙地圖,。長度比例向右呈指數(shù)增長,。天體顯示為放大尺寸，以便能夠欣賞其形狀,。

一,、宇宙的成分：宇宙的基本物質(zhì)構(gòu)成

宇宙幾乎完全由暗能量、暗物質(zhì)和普通物質(zhì)組成,。其它為電磁輻射（估計(jì)占宇宙總質(zhì)量的0.005%到接近0.01%）和反物質(zhì),。我們現(xiàn)在知曉，宇宙中的一切我們所見的普通物質(zhì)都是由原子所構(gòu)成的,。從微觀世界的基本粒子,，如我們熟悉的電子（輕子），夸克以及我們不熟悉的玻色子等等,。到宏觀世界我們?nèi)庋鬯芸匆姷恼麄€(gè)宇宙物質(zhì)結(jié)構(gòu),，如星系星云等等。

在宇宙的歷史進(jìn)程中,，各種物質(zhì)和能量的比例都在發(fā)生著變化,。在過去的20億年中，宇宙內(nèi)所產(chǎn)生的電磁輻射的總量減少了1/2,。今天,，普通物質(zhì)包括原子,、恒星、星系以及生命只占到宇宙總含量的4.9%,。目前這類物質(zhì)的總密度很低,，大約每立方厘米4.5×10的-31次方克，相當(dāng)于每四立方米體積中只有一個(gè)質(zhì)子的密度,。目前我們所能了解的暗能量和暗物質(zhì)是未知的,。暗物質(zhì)是一種尚未被確認(rèn)的神秘物質(zhì)，占到宇宙物質(zhì)含量的26.8%,。而暗能量是真空空間的能量,，就是它導(dǎo)致了宇宙膨脹的加速，大約占到宇宙總含量的68.3%,。

宇宙中的暗能量
目前我們知曉宇宙正在加速膨脹,，但是對宇宙膨脹為什么加速的解釋目前仍然是難以捉摸的。不過我們目前多少知道一點(diǎn),，它可能是由于“暗能量”造成的,，一種未知的能量形式，被假設(shè)為能穿透空間,。在質(zhì)量-能量等效的基礎(chǔ)上,，暗能量的密度(~7×10的-30次方g/cm3)遠(yuǎn)小于星系內(nèi)普通物質(zhì)或暗物質(zhì)的密度。然而,，在當(dāng)前的暗能量時(shí)代,，它支配著宇宙的質(zhì)能，因?yàn)樗诳臻g上是均勻的,。
宇宙中的暗物質(zhì)
暗物質(zhì)是一種假設(shè)的物質(zhì),，在整個(gè)電磁波譜中是不可見的，但是它占據(jù)了宇宙中大部分的普通物質(zhì),。暗物質(zhì)的存在和性質(zhì)是從其對可見物質(zhì),、輻射和宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的引力效應(yīng)中推斷出來的。除了中微子（一種熱暗物質(zhì)）,，其它暗物質(zhì)還沒有被直接探測到,，這使得它成為了現(xiàn)代天體物理學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。暗物質(zhì)既不發(fā)射也不吸收任何顯著水平的光或任何其他電磁輻射,。暗物質(zhì)估計(jì)占宇宙總質(zhì)量-能量的26.8%,，占宇宙總物質(zhì)的84.5%。
宇宙中的普通物質(zhì)
宇宙中剩余的4.9%的質(zhì)量-能量是普通物質(zhì),，也就是原子,、離子、電子以及它們形成的物質(zhì)。這里面包括了恒星,，我們從星系中看到的所有光幾乎都是由恒星自身發(fā)出的,，以及還包括星際和星系間的星際氣體、行星和日常生活中所有可以碰撞,、觸摸或擠壓的物體,。事實(shí)上，宇宙中絕大多數(shù)的普通物質(zhì)是看不見的,，因?yàn)橛钪嬷械男窍岛托窍祱F(tuán)內(nèi)的可見恒星和氣體的普通物質(zhì)的質(zhì)量-能量密度只占據(jù)了不到10%。
普通物質(zhì)通常存在于固態(tài),、液體,、氣體和等離子體四個(gè)狀態(tài)（或相）中。然而,，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步,，新的物質(zhì)狀態(tài)被呈現(xiàn)出來，如玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)和費(fèi)米子凝聚態(tài),。
普通物質(zhì)由兩種基本粒子組成：它們是夸克和輕子,。例如，質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成,；中子由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成,；電子是一種輕子。原子由原子核組成,，原子核由質(zhì)子和中子組成,，而電子則圍繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)樵拥拇蟛糠仲|(zhì)量都集中在由重子組成的原子核中,，所以天文學(xué)家經(jīng)常用重子物質(zhì)這個(gè)術(shù)語來描述普通物質(zhì),，這個(gè)“重子物質(zhì)”的另外一小部分是由電子云構(gòu)成。
大爆炸后不久,，早期宇宙的夸克-膠子等離子體（quark–gluon plasma）已經(jīng)冷卻到兩萬億度以下,，這時(shí)原始的質(zhì)子和中子開始形成。幾分鐘后,，在一個(gè)被稱為太初核合成（Big Bang nucleosynthesis）的過程中,，原始質(zhì)子和中子開始形成原子核。這種核合成形成了較輕的元素,，那些原子序數(shù)較小的形成到鋰和鈹?shù)容p元素,，然而較重元素的豐度隨著原子序數(shù)的增加而急劇下降。此時(shí)可能已經(jīng)形成了一些硼元素,，但下一個(gè)較重的元素,，碳，沒有形成顯著的量數(shù),。由于宇宙的膨脹導(dǎo)致溫度和密度的快速下降,，因此大爆炸核合成在大約20分鐘后停止,。一些重元素（金屬量）的后續(xù)形成是由恒星核合成和超新星核合成引起的。

二,、宇宙的演化：從奇點(diǎn)大爆炸到太陽系形成

宇宙歷史大事件總綱

自然演化歷程

1.宇宙起源：宇宙起源于一場大爆炸是目前主流的假說,。138億年前，爆炸之初,，物質(zhì)只能以中子,、質(zhì)子、電子,、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在,。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降,。隨著溫度降低,、冷卻，逐步形成原子,、原子核,、分子，并復(fù)合成為通常的氣體,。氣體逐漸凝聚成星云,，星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/span>

4.太陽系的誕生

銀河系是一個(gè)棒旋星系,，直徑約10萬光年，包括一千億到四千億恒星,。太陽是銀河系較典型的恒星,，位于分支懸臂獵戶臂上，根據(jù)星云假說模型：太陽系的形成和演化始于46億年前一片巨大分子云中一小塊的引力坍縮,。大多坍縮的質(zhì)量集中在中心,，形成了太陽，其余部分?jǐn)偲讲⑿纬闪艘粋€(gè)原行星盤,，繼而形成了行星,、衛(wèi)星、隕星和其他小型的太陽系天體系統(tǒng),。

太陽系沿著一個(gè)距離銀河系銀心大約3萬光年的圓形軌道獨(dú)自運(yùn)行,。它的速度大約是每秒鐘220公里。太陽系繞銀心完成一周公轉(zhuǎn),，即一銀河年大約在2.2~2.5億年的范圍,。自從太陽系的形成以來，它已經(jīng)至少這樣轉(zhuǎn)了20周,。

整個(gè)演化過程讓我們知曉，宇宙大爆炸誕生了一切,，宇宙演化,、恒星演化制造了宇宙的基本元素、一切物質(zhì)的最初源頭,。

三,、宇宙的基本要素及其關(guān)系

1 物質(zhì)

宇宙由物質(zhì)構(gòu)成的，物質(zhì)就是宇宙中有形狀和質(zhì)量物體的總和,，它包括分子,、原子、原子核和核外電子,、夸克等,。物質(zhì)能量循環(huán)理論認(rèn)為，物質(zhì)沒有最小單位,，任何物質(zhì)只有在極限條件下才有最小單位,。極限條件就是指在特定的環(huán)境條件，能量在最大的作用下,，不能將物質(zhì)分解為更小物質(zhì)的條件,，比如，溫度持續(xù)升高,，會使分子物質(zhì)發(fā)生分解成為微粒子物質(zhì),，但是，當(dāng)溫度升高到不能升高的時(shí)候,，這時(shí),，已就達(dá)到極限條件，這種情況下的物質(zhì)就是宇宙中的最小物質(zhì),。宇宙中的物質(zhì),，是根據(jù)宇宙的環(huán)境條件決定的,，環(huán)境條件是由能量決定的，當(dāng)改變物質(zhì)的環(huán)境條件后,，物質(zhì)隨著能量的轉(zhuǎn)化而發(fā)生物質(zhì)的變化,。

2.物質(zhì)分類

物質(zhì)是由粒子構(gòu)成的，所有的粒子可以分為兩類：

玻色子（boson）,，如：光子,、中微子等，沒有靜止質(zhì)量,，作為傳遞引力,、電磁力、強(qiáng)弱作用力的介質(zhì),。

費(fèi)米子（fermion）,，如：電子、質(zhì)子,、中子等,，具有靜止質(zhì)量，相互之間通過玻色子產(chǎn)生相互作用,，如引力,、電磁力

光子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：

黑洞（the black hole）

當(dāng)黑洞吞沒環(huán)繞其公轉(zhuǎn)的星系物質(zhì)后，就可以獲得巨大的角動量,，使其圓周切線速度逼近光速c,，這時(shí)，黑洞的強(qiáng)大離心力足可以將光子分解為正中子（+n）和反中子（-n）

3 物質(zhì)的特性：

3.1 物質(zhì)的正負(fù)電荷,、陰性和陽性是相對的

宇宙中的物質(zhì)的變化運(yùn)動是通過物質(zhì)之間的正負(fù)電荷,、陰性和陽性的性質(zhì)來完成的，但是物質(zhì)的中性,、陰性,、陽性、正負(fù)電荷不是絕對的,，它只是在相應(yīng)的環(huán)境條件下表現(xiàn)的特征,，當(dāng)物質(zhì)的環(huán)境發(fā)生變化后，物質(zhì)的中性,、陰性,、陽性、正負(fù)電荷也就發(fā)生了變化,。

3.2 物質(zhì)是運(yùn)動的

當(dāng)物質(zhì)處于最小粒子狀態(tài)時(shí),，物質(zhì)的能量表現(xiàn)為溫度的大小與物質(zhì)運(yùn)動的速度，當(dāng)較小的粒子物質(zhì)聚合在一起形成較大的粒子物質(zhì)時(shí),，通過一種特殊的鍵將能量存儲到較大的粒子物質(zhì)里,，我們把這種特殊的功能鍵叫微粒子鍵,，根據(jù)形成物質(zhì)的不同，我們又把它命名不同的功能鍵,，比如夸克形成質(zhì)子和中子叫質(zhì)子鍵或者中子鍵,。由于能量的存儲，所以,，不同的物質(zhì)所表現(xiàn)的能量與運(yùn)動不一樣,。

3.3 物質(zhì)和能量是同時(shí)存在的

能量是物質(zhì)固有的，當(dāng)物質(zhì)發(fā)生變化以后始終保持質(zhì)量和能量的守恒,。從靜止的觀點(diǎn)來看能量就是物質(zhì),，從運(yùn)動的觀點(diǎn)來看物質(zhì)就是能量。

3.4 物質(zhì)具有信息傳播的功能

物質(zhì)的信息傳播主要表現(xiàn)在物質(zhì)在A地將聲音,、形狀,、氣味、顏色等信息傳播到B地,。從分子物質(zhì)到微粒子物質(zhì)都有信息傳播的功能,，物質(zhì)的不同，信息傳播表現(xiàn)就不一樣,。

3.5 物質(zhì)的多樣性

分子物質(zhì)是由不同的分子構(gòu)成的,，分子物質(zhì)是由兩個(gè)或者兩個(gè)以上相同或者不同的原子組成的，原子,、原子核,、中子、質(zhì)子,、夸克等任何物質(zhì)都是由兩種或兩種以上不同的物質(zhì)構(gòu)成的,。夸克并不是物質(zhì)的最小組成單位,，當(dāng)夸克再獲得能量以后,，仍然會分解出更小的微粒子物質(zhì)單位。

4.能量

物質(zhì)的變化,、運(yùn)動是通過能量來實(shí)現(xiàn)的,，物質(zhì)在微粒子狀態(tài)下，能量就是物質(zhì)的溫度和物質(zhì)的運(yùn)動速度的總和,，所有的其他能量都是在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化形成的,。能量始終遵循能量守恒。物質(zhì)有一個(gè)共同的規(guī)律,，就是當(dāng)較小的粒子物質(zhì)形成較大的粒子物質(zhì)以后，物質(zhì)的能量以微粒子鍵的形式將能量儲藏到較大的粒子物質(zhì)內(nèi)部,，當(dāng)較大的粒子物質(zhì)形成較小的粒子物質(zhì)時(shí)微粒子鍵破裂釋放能量,，比如核爆炸以后就會釋放大量的能量,。

5.宇宙的空間

宇宙中的一切物質(zhì)是在宇宙的空間里運(yùn)動的。宇宙的空間是一個(gè)沒有邊緣的無窮大空間,，廣義上的宇宙含義是指太空中整個(gè)無窮的空間以及所有的物質(zhì)現(xiàn)象,；狹義上的宇宙含義是指整個(gè)無窮的空間里有物質(zhì)的總和占有的空間。由于物質(zhì)之間有吸引力的存在,，所以太空的的物質(zhì)是以群體結(jié)構(gòu)的形式在太空中運(yùn)動的,。我們通常說的“真空”是指一定的空間里沒有分子物質(zhì)存在的狀態(tài)，但是在宇宙中,，理論上的真空是不存在的,，分子存在外，還有大量的夸克,、輕子,、中微子以及微粒子物質(zhì)存在。絕對真空是指單位空間里沒有分子物質(zhì)和微粒子物質(zhì)的存在,。在絕對真空的狀態(tài)下,，物質(zhì)與物質(zhì)之間有相互擠壓的作用下，產(chǎn)生吸引力,，假如宇宙中只有銀河系的存在,，那么銀河系以外空間就處于絕對真空狀態(tài)，銀河系也就是在這絕對真空變化運(yùn)動的,。

6.宇宙的時(shí)間

宇宙的時(shí)間是指物質(zhì)發(fā)生位移的時(shí)段,，或者說是物質(zhì)發(fā)生變化產(chǎn)生的時(shí)段。年月日,、時(shí)分秒是人為定義的,，根據(jù)宇宙的運(yùn)動規(guī)律。宇宙有沒有起點(diǎn)或者最終時(shí)間,？由于物質(zhì)和能量之間的互相轉(zhuǎn)化,，所以宇宙中時(shí)間沒有起點(diǎn)，也沒有終點(diǎn),。

7.物質(zhì),、能量、時(shí)間,、空間的關(guān)系

從宏觀來來看,，宇宙是由分子物質(zhì)組成的，分子是由原子組成的,，原子是由原子核和核外電子組成的,，原子核和核外電子是由中子組成的，中子是由夸克組成的，其實(shí)夸克并不是物質(zhì)的最小單位,，它仍然是由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成的,。當(dāng)大物質(zhì)分解成小物質(zhì)后，比如分子物質(zhì)分解成原子物質(zhì),，物質(zhì)的能量就會釋放出來,，表現(xiàn)在溫度升高或者運(yùn)動速度加快；同樣原理,，當(dāng)小物質(zhì)合成大物質(zhì)后,，比如原子物質(zhì)合成形成分子物質(zhì)，物質(zhì)的能量就集聚到分子物質(zhì)里,，主要表現(xiàn)在分子物資的溫度降低或者分子物質(zhì)的速度減慢,。物質(zhì)在變化過程中，始終保持能量,、物質(zhì)始終保持守恒,。在小物質(zhì)形成大物質(zhì)的過程中，小物質(zhì)之間不是等比例量的,，很多小物質(zhì)會剩余或者說沒有在特定條件下形成大物質(zhì),，所以這些小物質(zhì)就會以本身的特性存在于宇宙中，當(dāng)小物質(zhì)的密度越大,，溫度就越高,，密度越小溫度就越低。

8.宇宙的運(yùn)動

銀河系的中心,，是一個(gè)很大的逐漸膨脹的微粒子物質(zhì)團(tuán),，在膨脹的過程中，質(zhì)量是沒有變化的,，由于體積增加,，邊緣處就會溢出小的微粒子物質(zhì)團(tuán)離開并圍繞銀河系的中心，這些溢出來的微粒子物質(zhì)團(tuán)的體積再增大,，溫度就逐漸下降,，較大的又分裂出多個(gè)小的微粒子物質(zhì)團(tuán)，形成最原始的星系,。隨著微粒子物質(zhì)團(tuán)的體積膨脹,，溫度就逐漸下降，微粒子逐漸形成夸克,、中子,、原子核、電子,、原子,，最后形成分子物質(zhì),，便形成現(xiàn)在的星球。部分銀河系的中心溢出的微粒子物質(zhì)團(tuán),，由于體積變化不大,，仍然以微粒子物質(zhì)團(tuán)的形式存在銀河系便形成黑洞,，形成星球的獨(dú)立形成了恒星,。當(dāng)銀河系的中心的微粒子物質(zhì)團(tuán)都形成星球以后，銀河系不但不再膨脹,，反而逐漸收縮,，最后又形成微粒子物質(zhì)狀態(tài)的銀河系。所以,，宇宙既沒有起源時(shí)間,，也沒有滅亡時(shí)間，是一個(gè)周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動,。

四,、宇宙物質(zhì)循環(huán)過程：物質(zhì)大循環(huán)理論

當(dāng)一個(gè)星系的銀臂開始出現(xiàn)之初，在超核場（即黑洞引力場）的誘導(dǎo)下,，超核雙極表面上由超流體態(tài)物質(zhì)形成的不計(jì)其數(shù)的自由渦極速地產(chǎn)生著cn粒子,；在強(qiáng)大的超核場的斥力作用下，這些cn粒子加速遠(yuǎn)離超核兩極,；與此同時(shí),，極高密度的cn粒子不斷凝聚成各種光子、進(jìn)而凝聚成電子,、質(zhì)子等有質(zhì)量的粒子,。這時(shí)，在超核的引力作用和旋轉(zhuǎn)超核引力場的拖拽作用下,，這些有質(zhì)量的粒子開始偏離原來的運(yùn)動方向,，沿著三維的曲線路徑向超核的赤道面運(yùn)動，形成原始星云,。

愛因斯坦說：“物理學(xué)家的最高使命就是要得出那些普遍的基本定律,，由此借助純粹的演繹建立起世界圖景。通往這些定律是沒有邏輯通路的,，只有基于對經(jīng)驗(yàn)的同情直覺才能得到這些定律,。”（丁一. 《愛因斯坦：研究的原則——在普朗克60歲生日慶典上的致辭》.

參考：維基百科