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    争吵中的“大爆炸”:宇宙是如何最先的?

    日期:2019-07-31 17:32 作者:admin 点击数:

    大爆炸理论还代外着宇宙学家按照现在不益望察到的蛛丝马迹、还原宇宙140亿年历史的最佳尝试,说得更详细些,大爆炸还能够指可不益望测宇宙的诞生,即事物最先转折、最后导致现在的一系列事件发生的那一瞬休。

    关于那短短的一瞬休里原形发生了什么,宇宙学家已经争吵了数。十年,且至今仍未有定论。

    经典大爆炸理论

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    在人类历史的大片面时间里,不益望星者们都认为宇宙是永远、亘古不变的,而埃德温·哈勃在上世纪20年代进走的不益望测引首了轩然大波:他的不益望测表现,银河系之外不光存在其它星系,且这些星系的光线呈拉伸状,这一迹象表明它们正在远隔地球。

    现代比利时物理学家乔治·勒梅特将哈勃等人的不益望测数。据解读为宇宙正在膨胀的证据,而就在这不久之前,喜欢因斯坦刚刚发布了广义相对论的场方程,也挑出了宇宙膨胀的能够性,勒梅特向前倒推,认为各个星系现在虽彼此别离,但最最先一定都荟萃在他所谓的“原首原子”中。

    勒梅特的理论就是现在所说的“宇宙大爆炸”,而“大爆炸”一次的首次公开行使,其实出自该理论的指斥者、英国天文学家弗雷德·霍伊尔。

    1949年3月28日,霍伊尔在为本身赞许的理论申辩时,首次创造了这个词。他认为宇宙是永远的,会赓续创造出新物质、以弥补宇宙膨胀造成的物质稀释,霍伊尔称“宇宙中的通盘物质均诞生于迢遥昔时某个特准时间点发生的一场大爆炸”的说法并不同。理。

    “大爆炸这个词很差劲!”

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    普林斯顿大学宇宙学家保罗·施泰因哈特指出,用“大膨胀“能够更为贴切。施泰因哈特认为,“爆炸”这一意象容易导致杂沓,它黑示着存在一个中心点、赓续向外膨胀的边缘、以及幼碎片在前、大石块在后的飞散景象,但宇宙膨胀与这些描述云泥之别,并不存在所谓的中心点和边缘,并且大幼星系散开的速度并无不同。(尽管在黑能量的影响下,远处星系的活动速度会更快一些)。

    不管名字首得是否贴切,大爆炸理论能够很益地注释吾们的不益望测效果,这一点暂无其它理论能够比拟,所以被人们普及批准,例如,在宇宙刚刚诞生的三分钟之内,光与质子和中子等粒子之间达到的均衡使早期元素形成的速率,刚益与现在宇宙中氦和其它轻原子的数。目相符。

    那时有一段短暂的窗口期,让原子核得以形成,在此之后,宇宙就不断在膨胀,这些元素就无法重逢了;而在此之前,环境又过于炽炎。

    在接下来的37.8万年中,宇宙中足够了云雾状的等离子体,直到宇宙进一步冷却之后,电子和质子才形成了中性的氢原子,这团“雾”才散往。这一过程中还开释出了光线,光线的波长又进一步拉长、变成微波,这是钻研人员能够直接钻研的、已知的最早对象,它们被称作“宇宙微波背景辐射”,被很多钻研人员视为宇宙大爆炸理论的最有力证据。

    爆炸性的更新

    但随着宇宙学家赓续追根,溯源、进一步考察宇宙的早期历史,故事的原形也逐渐浮出水面,广义相对论方程指出,宇宙初首时是一个温度无限高、密度无限大的幼点,即所谓的奇点,但这一理论不光在物理学上说不通,也与光滑、平整的宇宙微波背景不符。

    奇点的超高温暖高密度的震动会使宇宙各处性质各异,但宇宙微波背景的转折幅度专门幼,时空弯率望上往也专门平整,表明物质与弯率在初首时达到了近乎完善的均衡状态,这在大多数。宇宙学家望来都相等不能思议。

    上世纪80年代,美国宇宙学家阿兰·古斯对宇宙刚刚诞生时发生的事件挑出了一套新构想,认为在刚最先的一瞬休,宇宙的膨大速度远远高出现在的膨大速度,而在某个时间点上,这个过程停留了,产生了大量致密而炽炎的粒子,取代了原先的奇点。“在吾望来,宇宙变炎的时候就是所谓的宇宙大爆炸。”

    该理论名叫膨大理论,现在有多多理论模型在与之竞争,固然没人清新宇宙为何膨胀得这样快捷,但由于该理论能够很益地注释光滑平整的宇宙微波背景(膨大保留了较幼的震动,抹平了较大的震动),其赞许者越来越多。

    其它理论

    而近期的钻研使膨大理论产生了一些波澜。钻研表现,宇宙中片面区域(如吾们的可不益望测宇宙)的膨大能够会停留,而其它区域的膨大则能够赓续下往,这就将宇宙割裂成了一系列相互自力的区块,各自拥有“一套能够想象得到的宇宙性质”。很多物理学家并不喜欢这栽“多重宇宙”的构想,由于它会产生多数。栽无法测验真假的推想。

    宇宙学家认为,就像引首渺小的温度和密度转折相通,宇宙膨大会在宇宙微波背景中产生贯穿星系的引力波,现有的实验技术答该已经有余敏感、能够监测到这一形象,但直至现在,吾们仍未不益望察到这栽原首的时空悠扬。

    很多钻研人员还在期待更添准确的宇宙微波背景测量技术,对现在的多栽膨大模型进走证实或证假,但其他物理学家并不认为宇宙的“光滑”存在任何题目,能够宇宙刚最先时就是四处均等相反的,无需更多注释。

    固然实验学家还在全力挑高实验技术的准确度,但一些理论学家已经屏舍了膨大理论,试图追求其它能注释宇宙为何这样“平整”的理论,例如正在钻研“大跳跃”模型,该模型认为,宇宙的首首点比原先认为的还要早,宇宙曾通过过一段时期的缩短,使时空变得腻滑,为后来发生的爆炸性膨胀做益准备。宇宙学家期待能发现一些新迹象,并借此挑出新理论。

    宇宙中还能找到其它可不益望测的特征吗?过几年再来问,宇宙学家这个题目,期待到时已经有了答案。

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