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宇宙大爆炸理论 所有的天体都有其诞生和发展变化至直衰亡的历史。按天体物理学家的论断,宇宙空间也是在一次灾变中降生的,在一次绝无仅有的大爆炸中“诞生”的。 在大爆炸时刻,宇宙的体积是零,所以其温度是无限热的。大爆炸开始后,随着宇宙的膨胀,辐射的温度随之降低。大爆炸1秒钟之后,温度降低到了100亿度,这个温度是太阳中心的1千倍。此时的宇宙中主要包含光子、电子、中微子和它们的反粒子(光子的反粒子就是它本身),以及少量的质子和中子。。此时粒子的能量极高,它们相互碰撞并产生大量不同种类的正反粒子对。这些正反粒子对碰到一起时又会湮灭。但此时它们的产生率远大于湮灭率。 顺便一提的是,中微子和反中微子之间以及它们和其它粒子之间的相互作用非常微弱,所以它们并没有互相湮灭掉,以致于直到今天它们仍然存在。中微子的质量被认为是零,但1981年前苏联和1998、1999年日本的研究显示,中微子可能具有微小的质量。如果被证实的话,有助于我们间接地探测到它们。它们是“暗物质”的一种形式,具有足够的引力去阻止宇宙的膨胀并使其坍缩。 宇宙继续膨胀,温度的降低使得粒子不再具有如此高的能量。它们开始结合。与此同时,大部分正反电子相互湮灭,并产生了更多的光子。大爆炸100秒后,温度降到了10亿度,这相当于最热的恒星的内部温度。质子和中子由于强相互作用力(核力)而结合。一个质子和一个中子组成氚核(重氢);氚核再和一个质子和一个中子形成氦核。根据计算,大约有四分之一的质子和中子转变为氦核,以及少量更重元素,如锂和铍。其余的中子衰变为质子,也就是氢核。 几个钟头之后氦和其它元素的产生停止下来。在这之后的100万年左右,宇宙什么也没有发生,只是膨胀。当温度降低到了几千度时,电子和原子核不能再抵抗彼此间相互的吸引力而结合成原子。由于宇宙存在着小范围的不均匀,区域性的坍缩开始发生。其中一些区域在区域外物体引力的作用下开始缓慢的旋转。当坍缩的区域逐渐缩小,由于角动量的守恒,它自转的速度就逐渐加快。当区域变得足够小时,自转的速度足以平衡引力的作用,象我们银河系这样的碟状星系就诞生了。另外一些区域由于没有得到旋转而形成椭圆形星系。这种星系的整体不发生旋转,但它的个别部分稳定地绕着它的中心旋转,因而也能平衡引力坍缩。 由于星系中的星云仍有不均匀性,它们被分割为更小的星云,并进一步收缩形成恒星。恒星由于引力坍缩产生的高温引发核聚变,聚变产生的能量又抵抗了继续收缩的趋势,恒星进入稳定地燃烧。质量越大的恒星燃烧的越快,因为它需要释放更多的能量才能平衡自身更强的引力。它们甚至会在1亿年这样短的时间里耗尽自己的燃料。 恒星有时会发生被称为“超新星”的巨大喷发,这种喷发令其它一切恒星都显得黯淡无光。这时一些恒星在晚期产生的重元素就会被抛回到星系中,并成为下一代恒星的原料。我们的太阳就是第二或第三代恒星,它含有大约2%的这种重元素。还有少量的重元素聚集并形成了绕恒星公转的行星,我们的地球也是其中之一。 对于宇宙的起源,我们仍然有很多问题:第一、为什么宇宙在大尺度如此的均匀?背景辐射的温度也一样?除非宇宙的不同区域刚好从同样的温度开始!第二、又为什么我们的宇宙会以如此接近临界的速率膨胀?如果它在大爆炸后1秒钟的时刻其膨胀速率只要小十亿亿分之一,那么我们的宇宙早以坍缩!第三、我们的宇宙非常光滑和规则,而从概率上来讲,紊乱的和无规则宇宙的数量应该占绝对优势,因为宇宙初始状态的选择是随机的。我们为何恰巧遇到这样渺茫的几率呢? 为了解释这些现象,麻省理工学院的学者阿伦·固斯提出了“暴涨宇宙模型”。他认为,早期的宇宙不是象现在这样以递减的速率膨胀,而是存在着一个快速膨胀的时期,宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿(1的后面跟30个0)倍。 固斯认为,大爆炸的状态是非常热和相当紊乱的。这些高温表明宇宙中的粒子具有极高的能量。在如此的高温下,强相互作用力、弱相互作用力和电磁力都被统一成为一个力;当宇宙膨胀并变冷,力之间的对称性由于粒子能量降低而被破坏,强力、弱力和电磁力变得彼此不同。这就好象液态水在各个方向上性质都相同,而结冰形成晶体后,就变成了各向异性,水的对称性在低能态被破坏了。 当宇宙暴涨时,它所有的不规则性都被抹平,就如同吹涨一个气球时,它上面的皱摺都被抹平一样。 暴涨模型还能解释为什么宇宙中存在着这么多物质。在量子理论里,粒子可以从“粒子——反粒子对”的形式从能量中创生出来。这些粒子和反粒子具有正能量,而这些粒子的质量产生的引力场具有负能量(因为靠得较近的物体比分开得较远的物体能量低),宇宙的总 能量为零,这保证了能量守恒不被破坏。零的倍数仍然为零,在暴涨时期宇宙体积急剧加倍的过程中,可以制造粒子的总能量变得非常之大,以致于我们的宇宙现在大约拥有1亿亿``(1后面跟80个零)个粒子。固斯是这样形容这件事的:“宇宙是最彻底的免费午餐!”
宇宙大爆炸是谁提出的理论
不能确定,但倾向与正确。
宇宙大爆炸是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论,宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度,同时根据广义相对论的弗里德曼模型,宇宙空间可能膨胀。延伸到过去,这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中,宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么,广义相对论认为有一个引力奇点,但物理学家对此意见并不统一。
大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化,这段时间通过计算大概在距今137亿(1.37
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10^10)年前;但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论,乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代,这一辐射被探测到,有力地支持了大爆炸理论。
你的奇异点论是有过的,不过被很权威的人否定了,
这两种理论并立,但观测事实开始支持一个演变于热密状态的宇宙。1965年宇宙微波背景辐射的发现使人们认为大爆炸理论是宇宙起源和演变最好的理论。1970年以前,很多宇宙学家认为宇宙可能在膨胀以前先收缩,这样可以避免从弗里德曼模型推出一个无限致密的“荒谬”的奇点。比较有代表性的是Richard
Tolman的脉动宇宙模型(oscillating
universe)。1960年代末,史蒂芬·霍金等人证明这个假设行不通,因为奇异点是爱因斯坦引力理论的直接和重要推论。之后大多数宇宙物理学家开始接受广义相对论所描述的宇宙在时间上是有限的。但是,由于对于量子引力规律缺乏认识,现在还不能断定这个奇异点到底是真正集合意义上的无限小点,还是物理收缩过程可以无限进行下去,从而间接达到宇宙在时间上无限。
你能有自己这样的造诣实在可贵,希望你能更进一步的研究,对未来有所贡献。
宇宙大爆炸的理论最早是由比利时物理学家乔治·勒梅特在1932年提出的,将其称为“原生原子的假说”。
“大爆炸宇宙论”(TheBigBangTheory)是现代宇宙学中最有影响的一种假说。它的主要观点是认为宇宙是由一个致密炽热的奇点大爆炸后膨胀形成的,在渐渐冷却的时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。爆炸之初,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体,气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特(GeorgesLema?tre)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。1964年,美国贝尔电话公司工程师彭齐亚斯和威尔逊在调试天线时,接受到了无线电磁干扰,后经进一步测量和计算,确定为宇宙微波背景辐射,两人为此也获得了1978年的诺贝尔物理学奖。2014年,美国物理学家宣布首次发现了宇宙原初引力波存在的直接证据。美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜,观测宇宙大爆炸的“余烬”——微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的,计算表明,原初引力波作用到微波背景光子,会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式,其他形式的扰动,都产生不了这种B模式偏振,因此B模式偏振成为原初引力波的“独特印记”。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。研究人员在南极发现了比“预想中强烈得多”的B模式偏振信号,随后经过3年多分析,排除了其他可能的来源,确认它就是原初引力波导致的。2016年年初,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布,他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波,这一发现被称为“世纪发现”。尽管近几年有证明宇宙大爆炸假说的重大证据被发现,但反对大爆炸理论的呼声一直没有停歇。因为大爆炸后最初的几分钟,相关的观测证据严重缺乏,最早期宇宙物质-能量的实际形式很大程度上仍只是猜测。这让很多科学家觉得学说一点都不科学,没有足够的论据说明观点。
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