宇宙大爆炸理论|宇宙大爆炸——一个无比光辉的时刻
1、宇宙大爆炸理论的由来
1927年 , 宇宙学家勒梅特提出了宇宙大爆炸理论:宇宙开始于一个小小的原始“超原子”的灾变性的爆炸 。 1929年 , 天文学家哈勃提出哈勃定律 , 并推导出宇宙是在不断膨胀的 。 1946年 , 物理学家伽莫夫提出过一个宇宙模型 , 他认为宇宙起源于爆炸 , 而作为大爆炸的遗迹 , 宇宙中可能存在着一种电磁辐射 。
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1964年 , 阿诺·彭齐阿斯发现 , 无论把天线指向何方 , 总能收到特定的噪声 。 这种波长为7.35厘米的微波来自于宇宙空间 , 是宇宙空间存在的辐射背景 。 宇宙背景辐射为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据 , 该发现成为60年代世界天文学的“四大发现”之一 。 阿诺·彭齐阿斯因此而荣获了诺贝尔物理学奖 。
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宇宙大爆炸理论的另一个支持是人们发现我们的系外星系正在离我们而去 。 根据“多普勒频移”原理 , 如果我们观察移动中光源的话 , 当光源向我们靠近时会看到它有点发蓝 , 而当光源远离我们时则会发红 。 科学家们发现外空间也发生中同样的情况 , 所有外星系都在发红 , 它们正在离我们而去 。 宇宙膨胀会发生电磁波红移 , 膨胀越大红移距离越大 。 科学家推测138.2亿年前 , 一个密度极大温度极高的奇点发生了爆炸产生了现在的宇宙 。
目前宇宙大爆炸理论是最具有影响力的宇宙起源学说!
2、宇宙大爆炸之前发生了什么?
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有科学家认为 , 宇宙在大爆炸之前就存在了 。 大爆炸之前的宇宙在不断收缩 , 直到某种原因导致了它发生了“反弹” , 从收缩状态进入到了膨胀状态 。
一些观点认为 , 我们现在的宇宙在膨胀到一定程度后会开始收缩 , 再次回到大爆炸前的那个致密炽热的奇点 , 然后再发生大爆炸 。 那么 , 宇宙大爆炸之前的宇宙是我们现在这个宇宙的前身 。
也有科学家认为宇宙可能不止一个 。 吹出的肥皂泡泡那样存在很多个 。 他们相信在宇宙中会存在着不同宇宙相互碰撞摩擦后产生的痕迹 。 如果宇宙有多个 , 那么在我们所处的宇宙大爆炸之前就已经有其他的宇宙存在了 。
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3、大爆炸发生的过程
根据宇宙大爆炸理论 , 宇宙大爆炸起始于奇点 。 奇点是时空曲率无限高、一个密度无限大、热量无限高、体积无限小的“点” 。 奇点在1亿亿亿分之一秒的时间中爆炸以比光速更快(大爆炸开始时 , 相对论不适用)的速度扩张产生的物质形成的 。 科学家推测大爆炸发生在完全的黑暗之中 , 因为此时光并不存在 , 大爆炸发生时也根本没有所谓的声音 , 因为当时根本没有任何介质存在 。 要了解大爆炸我们需要一个宇宙型的观察镜 , 但因为大爆炸前空间也是不存在的 , 所以不存在所谓的内外面 , 所有的空间就只有一点 , 所以根本无法进行观察!此时最基本的时间和空间的概念都不适用 , 只有一个致密的极热的能量团 , 然后它爆炸了!
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伴随着巨大的辐射 , 宇宙从比原子还小到一个橙子的大小只用了不到万亿分之一秒 , 一瞬间 , 宇宙就这样膨胀起来了 , 永恒地无时无刻不在伸展 , 变大 , 变冷 , 而随着温度降低 , 宇宙出现了最初的微粒子 , 光也第一次穿梭于广阔的宇宙间 。 大爆炸后原子产生 , 氢、氦、锂等元素产生 , 10亿年后产生了宇宙第一个星系 , 随着时间推移 , 宇宙中出现了星系 , 恒星 , 行星和其他各类星体 , 直到今天我们人类所见的如此广袤无垠的宇宙!
4、宇宙大爆炸理论存在的问题
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批评家们称大爆炸理论违反了热力学第一定律 , 因为物质和能量既不能创造或破坏 , 大爆炸理论表明宇宙是从无到有的 。 而大爆炸理论的支持者说 , 这种批评是没有根据的 。 第一 , 宇宙大爆炸是指宇宙的演化 , 而不是指宇宙的创造 。 另外一个原因是 , 所以物理定律在大爆炸前都不成立 , 没有理由相信热力学第一定律会适用 。 另外批评人士认为 , 恒星和星系的形成违反了熵定律 , 熵定律表明 , 随着时间的推移 , 变化系统的组织性会减弱 。 但如果你把早期宇宙看成是完全均匀和各向同性的 , 那么现在的宇宙就显示出服从熵定律的迹象 。
5、结论
宇宙就已经有138.2亿年了 , 而人类认识宇宙的时间和宇宙年龄相比太短 , 我们现在对宇宙认知非常有限 。 因此关于宇宙起源的各种理论存在不足之处也是难免的 。 在未来 , 我们对宇宙的认识会不断地加深的 。 也许有一天我们会揭开宇宙起源之谜!
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