11、大爆炸理论的天文学困难汇总

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宇宙大爆炸理论概览

宇宙大爆炸理论概览

宇宙大爆炸理论概览宇宙大爆炸理论是现代天体物理学中最重要的理论之一,它试图解释宇宙的起源和演化过程。

该理论认为,宇宙起源于一个极其高温高密度的初始状态,随后经历了一系列的膨胀和冷却过程,最终形成了我们今天所看到的宇宙。

宇宙大爆炸理论的提出宇宙大爆炸理论最早由比利时天文学家乔治·勒梅特尔在1927年提出。

他通过观测到星系的红移现象,发现宇宙正在膨胀,并由此推断出一个“原始原子”的概念。

然而,当时的科学界对于这个理论并没有给予太多关注。

直到1964年,美国天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在进行微波背景辐射实验时发现了一种与之前观测到的星系红移现象相符合的微波辐射。

这一发现被认为是对宇宙大爆炸理论的强有力支持,也使得该理论开始受到广泛关注。

宇宙大爆炸的过程根据宇宙大爆炸理论,宇宙的起源可以追溯到约138亿年前的一个极端高温高密度状态,被称为“奇点”。

在奇点之后,宇宙经历了以下几个重要的阶段:膨胀:在奇点之后,宇宙经历了一次快速膨胀的阶段,被称为“暴涨”。

在这个阶段,宇宙的体积迅速增大,同时温度和密度也在下降。

核合成:当宇宙膨胀到一定程度时,温度和密度下降到足够低的水平,原子核开始形成。

这个过程被称为“核合成”,在这个阶段,氢和氦等轻元素的核开始形成。

辐射主导时期:在核合成之后,宇宙进入了一个以辐射为主导的时期。

在这个时期,宇宙中充满了高能粒子和辐射。

物质主导时期:随着时间的推移,宇宙继续膨胀并冷却,辐射的能量密度逐渐下降,物质的能量密度开始占据主导地位。

在这个时期,宇宙中开始形成了星系和其他天体结构。

加速膨胀:近年来的观测结果表明,宇宙的膨胀速度正在加快。

这一发现被归因于一种被称为“暗能量”的神秘力量,它对宇宙的膨胀起到了推动作用。

宇宙大爆炸理论的意义宇宙大爆炸理论不仅解释了宇宙的起源和演化过程,还提供了许多重要的科学洞察。

以下是该理论的几个重要意义:宇宙演化:宇宙大爆炸理论为我们提供了一个框架,帮助我们理解宇宙从起源到现在的演化过程。

宇宙大爆炸的理论与证据

宇宙大爆炸的理论与证据

宇宙大爆炸的理论与证据宇宙大爆炸理论认为,在约138亿年前,整个宇宙诞生于一个极其炽热、密集的奇点,随后发生了一场爆炸,世界开始经历无尽的演化。

这套理论及其相关的研究成果,是人类探究宇宙最核心、最基础的科学探索之一。

一、宇宙大爆炸理论的产生据流传,最早提出宇宙大爆炸理论的是比利时天文学家乔治·勒梅特尔(Georges Lemaître)。

他在1927年发表的一篇论文中,首次提出将爆炸模型应用到宇宙研究中,哥本哈根学派的著名物理学家尼尔斯·玻尔并未对这一提议赞同。

随后,美国天文学家爱德华·哈勃发现了宇宙的膨胀,越远的星云运动越快,星系的移动速度与距离在许多方向上都呈现出线性关系。

“哈勃定律”成为后续学者推导宇宙学原理的重要依据。

二、大爆炸的几大证据1. 宇宙微波背景辐射在1965年发现的,是被认为是支持宇宙大爆炸的最有力印证。

它是宇宙早期形成后,所有物质对热辐射形成的残骸,能够检测到的辐射呈现均匀性,符合宇宙初期非常稠密、高温的预期。

这种形态与目前的辐射形态具有极高的相似度,展现了宇宙早期与现在的关系。

2. 宇宙丰度的天文观测在大爆炸模型基础上,有关质子、中子等原子核物质的丰度能够精确计算。

根据宇宙辐射和宇宙丰度的测量值,与计算结果进行得出的结论十分接近。

3. 星系和宇宙中的谱线偏移通过观测特定类别的恒星,可以通过观测它们的光谱来了解其移动状态、化学成分等信息。

观测数据表明,在光谱中,星系、银河中心等物体的光谱线偏移比较显著。

这种效应被称为“红移”,表明与地球距离越远的物体,运动越快。

这一现象验证了哈勃定律的预测,即宇宙正在快速膨胀。

4. 中子星合并产生的引力波探测在2017年,由美国国家科学基金会和欧洲分子生物医学研究所合作发布的研究最新成果,揭示了第一次探测到了引力波来自较远的中子星合并事件。

这一实验出现的意义是:精确探测到了当时宇宙自由电子发生重组的时刻。

宇宙大爆炸的证据以及不足

宇宙大爆炸的证据以及不足

宇宙大爆炸的证据以及不足
宇宙大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论之一,其证据和不足都是值得深入探讨的话题。

首先,我们来看一下宇宙大爆炸的证据。

1. 宇宙微波背景辐射,宇宙大爆炸理论的主要证据之一是宇宙微波背景辐射。

这是在1965年发现的,被认为是宇宙大爆炸后留下的热辐射。

这种辐射在宇宙中无处不在,被视为宇宙大爆炸理论的有力支持。

2. 宇宙膨胀,观测到的宇宙膨胀现象也被认为是宇宙大爆炸的证据之一。

通过观测遥远星系的红移,科学家们得出了宇宙在过去是更加密集和炽热的结论,这与宇宙大爆炸理论相吻合。

3. 夸克星和宇宙元素丰富度,宇宙大爆炸理论还可以解释宇宙中丰富的氢、氦等元素的来源,这些元素的丰富度与宇宙大爆炸模型相符。

而关于宇宙大爆炸理论的不足,也有一些讨论:
1. 初始奇点,宇宙大爆炸理论无法解释宇宙起源前的奇点。


宇宙大爆炸之前发生了什么,以及为什么会发生大爆炸仍然是一个
未解之谜。

2. 暗物质和暗能量,宇宙大爆炸理论无法解释暗物质和暗能量,这两者被认为构成了宇宙中绝大部分的物质和能量,但科学家对其
性质仍知之甚少。

3. 平坦性问题,宇宙大爆炸理论还无法解释宇宙的平坦性问题,即为什么宇宙呈现出几何上的平坦性。

总的来说,宇宙大爆炸理论有着许多强有力的证据支持,但也
存在一些未解之谜和不足之处。

科学界对宇宙起源的探索仍在进行中,我们期待着更多的研究能够揭开宇宙诞生的神秘面纱。

浅谈宇宙大爆炸理论

浅谈宇宙大爆炸理论

天文学论文——《浅谈宇宙大爆炸》姓名:韩芳班级:080704学号:20084070431院系:计算机与信息工程学院上课时间:3——8周每周四晚浅谈宇宙大爆炸在上天文选修课之前就曾听说过宇宙大爆炸,之前觉得特别神秘,通过老师的讲解以及我课后搜集的资料,我对宇宙大爆炸有了更深的认识。

常常有人这样问:“什么引起了大爆炸?”“大爆炸以前发生了什么?”“大爆炸以前宇宙是什么样的?”对热爆炸宇宙理论来说,不存在“大爆炸以前”这样一个时间观念,大爆炸是空间、时间、能量和物质等一切的开端和起源,或者说,在大爆炸之前,没有空间、没有时间,也没有能量和物质。

时间是标识宇宙时间的坐标,在时空流行之前,时间不具备任何意义,不在时间中的事件,也没有任何意义,在没有时间的地方,就没有任何常识中的因果关系,时空概念不能外推到大爆炸之前。

因此,事先并不存在使大爆炸得以发生的空虚的事件和原因,反过来说发生于大爆炸之前的虚拟的事件不能有后果,因为时间是从大爆炸开始的。

倒推着说也可以,时间到大爆炸奇点便停滞了,科学定律失去了意义,可预见性到大爆炸出失效了。

人们不能用大爆炸前存在的事件去确定那以后所要发生时间,也不能用大爆炸后发生的事件去确定这之前发生的事件。

一、宇宙的起源我们的宇宙是如何形成的,原始状态如何?有着许多不同的学说,比较公认的是“大爆炸形成”。

所谓大爆炸理论,就是认为宇宙起源于一次“大爆炸”。

这只是一种形象的说法,并不同于我们通常意义上理解的爆炸。

这一理论有一个基本出发点:宇宙在不断地演化,且具有一个起点。

宇宙的起点,也可以说是宇宙的零点,此时的宇宙没有时间,没有空间,没有任何目前能看到的天体,只是一种温度和密度都无限高的真空状态。

大爆炸宇宙学认为,大爆炸前的宇宙,是一个无法想象的高温、高密度的火球。

”只有中子、质子、电子、光子和中微子等粒子形态的物质,构成宇宙万物的氢都未产生.更不要说其它元素和星云、星球了。

大约在150亿年以前,高温、高密度的火球发生爆炸,即体积开始膨胀,温度开始降低。

王为民__宇宙大爆炸学说的缺陷

王为民__宇宙大爆炸学说的缺陷

王为民__宇宙大爆炸学说的缺陷1、不能解释奇点的来源2、不能解释大爆炸开始产生的等量正反物质,反物质到哪里去了,为什么我们的宇宙只有物质,没有反物质。

除非在实验过程中可以产生反物质。

3、不能解释我们的物质宇宙质子数等于电子数,宇宙是电中性的。

电力强度是万有引力强度的一万亿亿亿亿倍,如果宇宙不是电中性,万有引力就不能主宰天体运动。

4、不能解释我们的物质宇宙红、绿、蓝是色中性的(无色的),即恰好相互等量,不依靠反物质抵消就是无色的。

不能解释我们的宇宙弱荷也是物质中性的。

5、为什么宇宙中形成的星系、恒星、行星都是自转着的。

但是,正反王为民粒子白洞创生正反宇宙定律却可以完全解释上述难题。

真空量子涨落产生正反奇点是要相互湮灭的。

但是,真空量子涨落(起伏)产生正反王为民粒子白洞相互排斥,是不能相互湮灭的。

因为正王为民粒子白洞视界内部真空新的量子涨落(起伏)产生的正反粒子受物质的反王为民粒子白洞奇点红绿蓝色荷数量比无色,极化正王为民粒子白洞视界内部真空,位置体积不对称同种色夸克相互排斥,将大部分物质粒子排斥到正王为民粒子白洞克鲁斯卡尔坐标系第一片区,相互结合形成中子,而自由中子就是电中性,色荷红绿蓝中和无色的。

自由中子寿命只有15分钟左右,中子衰变形成一个质子和一个电子以及一个反中微子。

所以物质宇宙质子数等于电子数,是电中性的。

而传力的虚光子、虚胶子、虚中间玻色子在正王为民粒子白洞第一片区真空本身就存在量子涨落(起伏)自动产生,就地取材,拿来主义。

一个质子和一个电子结合为氢原子,氢原子和氢原子结合并且吸引中子形成氦原子等,宇宙中75%是最简单的氢,25%左右是氦,其它元素含量很少。

王为民粒子白洞质量是十万分之二克左右,辐射功率是太阳辐射功率的十的二十八次方倍,它们在宇宙中在万有引力作用下形成星云,由于星云受正王为民粒子白洞辐射受热正对面和背对面不均匀,产生对流,形成旋转风暴,于是形成了旋转的星系、恒星和行星等。

宇宙是如何形成的宇宙大爆炸的奥秘(为什么宇宙大爆炸形成了宇宙)

宇宙是如何形成的宇宙大爆炸的奥秘(为什么宇宙大爆炸形成了宇宙)

宇宙是如何形成的宇宙大爆炸的奥秘宇宙是一个充满了神秘和奥秘的地方,我们对它的起源和演化过程一直充满了好奇。

而关于宇宙形成的最广为人知的理论就是宇宙大爆炸理论。

这个理论认为,整个宇宙是从一个极其高温、高密度的状态开始的,随着时间的推移,宇宙不断膨胀并冷却,最终形成了我们所见的世界。

宇宙大爆炸理论最早由比利时天文学家乔治·勒梅特尔(Georges Lemaître)提出,并在之后得到了美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)的观测证实。

根据这个理论,大约在138亿年前,整个宇宙处于一个极其高温和高密度的状态,被称为“奇点”。

在这个奇点发生了一次剧烈的爆炸,将宇宙的物质和能量喷射到四面八方。

这个爆炸释放的能量和物质以极快的速度向外扩散,创造了宇宙的膨胀。

在宇宙大爆炸之后的几个微秒内,宇宙经历了一次叫做“暴涨”的阶段。

在这个阶段中,宇宙经历了迅速的指数级膨胀,使得宇宙从一个微小的区域扩展到了现在这么大。

暴涨理论解释了为什么我们看到的宇宙是如此巨大而均匀。

随着时间的推移,宇宙开始冷却并逐渐稳定下来。

物质和能量开始聚集在一起形成了星系、恒星、行星和其他各种天体。

在宇宙的演化过程中,星系之间的引力相互作用导致了宇宙的结构形成,如星系团、超星系团等。

然而,宇宙大爆炸理论仍然存在着一些未解之谜。

其中最重要的问题之一是关于奇点的本质。

我们无法解释奇点之前的宇宙是如何存在的,也无法准确描述宇宙大爆炸发生之前的时空结构。

此外,宇宙膨胀的速度是否会减慢或加速,以及宇宙的最终命运等问题也仍然没有确切的答案。

为了解决这些问题,科学家们正在进行大量的研究和观测。

通过观测宇宙微波背景辐射和星系分布等数据,科学家们希望能够更深入地了解宇宙的起源和演化过程。

此外,一些新的理论模型,如多元宇宙理论和弦理论等,也被提出来以尝试解释宇宙的奥秘。

总而言之,宇宙大爆炸理论为我们提供了一个解释宇宙起源和演化的框架。

宇宙大爆炸理论介绍

宇宙大爆炸理论介绍

宇宙大爆炸理论介绍宇宙是如何起源的?自古以来一直是人类最感爱好和不懈探究的问题.历史上曾经显现过各种各样的神话传奇,但宇宙的起源本身却是一个科学问题.20世纪以来,由于科学技术的进展,人们在对宇宙观测中取得了越来越多的重大发觉,从而逐步建立起科学的宇宙模型棗大爆炸宇宙学模型.一、提出大爆炸宇宙学模型的背景20世纪20年代,美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,第一发觉了光谱的红移,认识到了旋涡星云正快速远离人们而去.1 929年哈勃把这种退行红移的测量与星系的距离的测量结合起来,总结出了闻名的哈勃定律:星系的退行速度v与它的距离r成正比,即v=Hr.依照哈勃定律和后来更多天体红移的测定,人们相信宇宙在长时刻内一直在膨胀,物质密度一直在变稀.由此反推,宇宙的结构在某一时刻前是不存在的,它只能是演化的产物.因而1948年伽莫夫等人第一提出了大爆炸宇宙学模型.二、大爆炸宇宙学模型1948年,伽莫夫等在美国《物理评论》杂志上发表了关于大爆炸宇宙学模型的文章:提出宇宙是由甚早期温度极高且密度极大,体积极小的物质迅速膨胀形成的,这是一个由热到冷、由密到稀,不断膨胀的过程,尤如一次规模极其庞大的超级大爆炸.依照这一学说,在宇宙的最早期,即距今大约150亿年前,今天所观测到的全部物质世界统统都集中在一个专门小的范畴内,温度极高,密度极大.大爆炸开始后0.01秒,宇宙的温度约为1000亿摄氏度,其物质的要紧成分为轻粒子(如光子、电子或中微子),而质子和中子只占十亿分之一.所有这些粒子都处于热平稳状态.由于整个体系在快速膨胀,因此温度专门快下降.大爆炸后0.1秒,温度下降到300亿摄氏度,中子与质子之比从原先的1下降到0.61.1秒钟后,温度已下降到100亿摄氏度.随着密度的减小,中微子不再处于热平稳状态,开始向外逃逸.电子棗正电子对开始发生湮没反应,中子与质子之比进一步下降到0.3.但这时温度还太高,核子仍不足以把中子和质子束缚在一起.大爆炸后13.8秒,宇宙温度下降到30亿摄氏度.这时质子和中子已可形成像氘、氦那样稳固的原子核.化学元素从这时候开始形成.35分钟后,宇宙温度进一步下降到3亿摄氏度,核形成停止了.氦和自由质子的质量之比大致保持在0.22~0.28这一范畴内.由于温度还专门高,质子仍不能和电子结合起来形成中性原子.中性原子大约是在大爆炸发生后30万年才开始形成的,这时的温度已降到300 0摄氏度,化学结合作用已足以将绝大部分自由电子束缚在中性原子中.到这一时期,宇宙的要紧成份是气态物质,随着温度的进一步降低,它们慢慢地凝聚成密度较高的气体云,到109年后,进一步形成各种星系,1010年形成恒星系统.这些恒星系统又经历了漫长的演化,才形成了我们今天所看到的宇宙.三、大爆炸宇宙学模型的成就宇宙早期的温度极高,今天的温度已降到极低(绝对温度3K).如此庞大的温度跨度是任何实验室条件都无法办到的.然而人们能够把已有的关于粒子物理、核物理、等离子体物理以及其他的物理知识应用于不同的宇宙演化时期来预言各种宇宙学效应.例如,大爆炸核合成及微波背景辐射等.通过多年的天文观测,这些预言已逐步被证实,从而成为大爆炸宇宙模型的有力证据.1.大尺度的平均和各向同性这是大爆炸宇宙模型的基础,对宇宙大尺度结构的观测结果差不多证实宇宙学原理的正确性.即宇宙在大尺度上一定是平均各向同性,1989年发射的COBE卫星对微波背景辐射的周密测量进一步说明在10-4精度内宇宙是各向平均、同性的.2.哈勃定律从哈勃定律得到启发建立的大爆炸宇宙模型反过来能够预言这种定律.它已被28000个星系的红移(或退行速度)与距离的关系的观测数据所证实.3.宇宙的年龄宇宙既然是在一次大爆炸中产生,那就能够谈论它的年龄.大爆炸宇宙学预言宇宙今天的年龄约为150亿年,宇宙中的结构,例如恒星、星系等,差不多上在宇宙形成以后逐步形成的,因此它们的年龄必须小于宇宙年龄.近年来,人们通过采纳多种不同的方式来测定星系和恒星的年龄,例如测量放射性元素及其衰变产物在星体中的丰度等,最后得到的结果是完全一致的.即星系和恒星的年龄,都在几十亿年的数量级,这与宇宙的年龄是相容的.4.大爆炸的核合成大爆炸宇宙学认为最初的宇宙中,既没有分子,也没有原子.第一批原子核是在大爆炸后10-2秒到3分钟这一时刻内,由质子和中子组合而成并遗留至今的.因而预言了宇宙中轻元素的丰度(如氦的丰度约为25%,氢的丰度约为75%).多年来人们对天体范畴内的轻元素丰度的观测结果,正好与大爆炸的预言相一致.从而成为大爆炸宇宙学的最早证据.5.微波背景辐射大爆炸宇宙学模型认为温度降低到3000K左右时,中性原子将大量形成,光子与他们失去耦合,从而作为宇宙中的一个独立组分存留下来.伽莫夫预言,这种作为历史遗迹的背景光子应当能够在今天观测到,并估量出大约温度为10K.1964年就在物理学家们打算用辐射计观测这种背景辐射的时候,美国贝尔实验室的两位工程师,彭齐亚斯和威尔逊在安装调试卫星天线的过程中,发觉天空各个不同方向上都存在一种不变的相当于3.5K的黑体辐射背景(即微波背景辐射).他们因此获得了1978年的诺贝尔物理学奖.后来,1989年发射的COBE(宇宙背景探测者)卫星则最终测定出在10-4精度内宇宙背景辐射是各向同性的,且测得背景光子的温度为2.7K,因此从理论上预言的,在4×105年时留下的遗迹终于被实测充分证实了,这也成为大爆炸宇宙学的最强有力的证据.大爆炸宇宙学模型进展至今,专门是关于轻元素丰度的说明和微波背景辐射的测量,说明大爆炸宇宙学模型正在走向成熟.但这并不能说明该理论无可挑剔.相反,大爆炸理论存在诸多包括视界问题、平坦性问题(现已被暴涨理论所说明)、奇性问题、磁单极子问题、重子不对称问题、暗物质问题和宇宙常数等困难,这些有待于进一步研究.相信对这些问题的不断解决,必将进一步完善大爆炸宇宙学模型.。

大爆发理论的科学依据及评价

大爆发理论的科学依据及评价

大爆发理论的科学依据及评价大爆发理论,也被称为宇宙大爆炸理论,是现代宇宙学的核心理论之一。

该理论描述了宇宙的起源和演化,并提供了关于宇宙起源的科学依据。

在本文中,将探讨大爆发理论的科学依据以及对该理论的评价。

一、宇宙膨胀观测实证大爆发理论最早是由比利时天文学家乔治·勒梅特尔(Georges Lemaître)和美国天文学家爱德温·哈勃(Edwin Hubble)在20世纪20年代提出的。

他们基于对宇宙的观测和测量数据,发现宇宙中的星系远离我们的银河系,而且越远的星系其离我们的速度越快。

这一发现被称为哈勃定律。

哈勃定律的观测结果表明,宇宙正在膨胀。

基于这一观测实证,科学家们进一步提出了大爆发理论。

根据大爆发理论,宇宙曾经处于一个极度炽热和致密的状态,随着时间的推移,宇宙开始膨胀扩大,恒星和星系的形成也随之而来。

二、宇宙微波背景辐射大爆发理论的另一个科学依据是宇宙微波背景辐射。

宇宙微波背景辐射是宇宙早期的遗留辐射,是由大爆发时的热辐射在宇宙膨胀过程中演化形成的。

1964年,美国的阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)偶然发现了宇宙微波背景辐射的存在,他们的观测结果与大爆发理论的预测相吻合。

宇宙微波背景辐射的发现进一步验证了大爆发理论的准确性,成为宇宙起源研究领域的重要里程碑。

三、宇宙成分和演化模型大爆发理论还提供了关于宇宙成分和演化模型的科学依据。

根据该理论,宇宙的演化过程中,首先是暴涨宇宙,在极短的时间里经历了迅速膨胀的阶段。

暴涨宇宙结束后,宇宙继续膨胀并开始冷却,物质开始聚集形成了恒星和星系。

通过对宇宙微波背景辐射的观测和理论计算,科学家们揭示了宇宙的成分构成,其中大约有4%的是可见物质,26%的是暗物质,而剩下的70%是暗能量。

这一成分模型与大爆发理论的预测相符合。

评价:大爆发理论作为现代宇宙学的基石之一,具有深远的科学意义和广泛的影响。

宇宙大爆炸理论解析

宇宙大爆炸理论解析

宇宙大爆炸理论解析宇宙大爆炸理论,也被称为宇宙起源理论,是目前被广泛接受的宇宙起源模型。

该理论认为,宇宙起源于一个极其高温高密度的奇点,随后经历了一次爆炸性的扩张,形成了我们今天所看到的宇宙。

本文将对宇宙大爆炸理论进行深入解析,探讨其背后的科学原理和相关证据。

一、宇宙大爆炸理论的提出宇宙大爆炸理论最早由比利时天文学家乔治·勒梅特尔和美国天文学家爱德华·霍勒特提出。

他们在1927年根据观测到的宇宙膨胀现象,提出了一个“原始原子”模型,认为宇宙曾经处于极端高温高密度的状态,随后经历了一次爆炸,从而诞生了宇宙。

随后,美国天文学家乔治·加莱和俄国天文学家亚历山大·弗里德曼分别独立提出了类似的宇宙起源理论。

弗里德曼还通过广义相对论方程组,推导出了宇宙膨胀的数学模型,为宇宙大爆炸理论提供了理论基础。

二、宇宙大爆炸理论的基本原理宇宙大爆炸理论的基本原理可以总结为以下几点:1. 起源于奇点:宇宙起源于一个奇点,即时间和空间的起点,处于极端高温高密度的状态。

2. 爆炸扩张:在奇点附近,宇宙经历了一次爆炸性的扩张,物质和能量迅速传播到宇宙各个角落。

3. 宇宙演化:随着时间的推移,宇宙逐渐冷却和膨胀,物质开始聚集形成星系、恒星和行星等天体。

4. 宇宙加速膨胀:近年来的观测数据表明,宇宙的膨胀速度正在加速,这可能是由于暗能量的存在所致。

5. 宇宙微波背景辐射:宇宙大爆炸理论成功预言了宇宙微波背景辐射的存在,这是宇宙起源时留下的辐射遗迹。

三、宇宙大爆炸理论的证据宇宙大爆炸理论得到了大量观测和实验的支持,以下是一些主要的证据:1. 宇宙膨胀:通过观测到的星系红移现象,科学家们发现宇宙正在膨胀,这与宇宙大爆炸理论相符。

2. 宇宙微波背景辐射:1965年,阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的遗留辐射。

3. 夸克星系:宇宙大爆炸理论成功解释了夸克星系的形成,这是宇宙起源时期的物质状态。

天文学概念知识:宇宙膨胀和宇宙大爆炸理论

天文学概念知识:宇宙膨胀和宇宙大爆炸理论

天文学概念知识:宇宙膨胀和宇宙大爆炸理论宇宙膨胀和宇宙大爆炸理论宇宙是我们人类探索的最大前沿,它无限的广袤和神秘的本质一直是人们追逐的目标。

我们对宇宙有许多认知,其中之一就是宇宙的膨胀。

此外,人们也广泛讨论宇宙的起源,宇宙大爆炸理论是一个常见的话题,本文将详细讲解宇宙的膨胀和宇宙大爆炸理论。

首先,宇宙膨胀是指宇宙中的所有星系都在以一定的速度分开。

研究表明,宇宙的膨胀是相对论物理学的精髓之一。

根据广义相对论的基本原理,当物质和能量存在时,它们会影响空间和时间自身的形状。

根据基础相对论,物体的质量越大,也越可能影响空间和时间。

宇宙中的恒星和行星的重力产生了一定的空间变曲,这导致了时间和空间的拉伸和扭曲。

因此,当我们观察到恒星和行星位于不同位置时,它们的运动和方向将受到空间扭曲的影响。

然而,根据现代宇宙学的一些最新研究,宇宙的膨胀与空间和时间的形状变化有关,而不是从恒星和行星的重力产生。

Astronomy & Astrophysics杂志上有一篇文章,指出宇宙膨胀的速度正在加快。

这并不符合广义相对论的理论,因为物体的质量越大,它能够在空间中维持的速度也越快。

这个看似和理论相反的现象表明,宇宙还有许多未知的物理过程。

其次,宇宙大爆炸理论是关于宇宙起源的一种科学理论。

高弗·基尔纳等物理学家在20世纪20年代提出了这个理论。

他们认为,宇宙大爆炸是宏观世界的起源,因为当宇宙的传播速度足够快时,宇宙就会在一种巨大的能量释放中产生。

我们可以认为,宇宙大爆炸是宇宙空间和物质的起源。

宇宙大爆炸理论目前得到了许多科学家的支持。

它解释了宇宙中的物质和黑暗物质是如何形成的,并通过大量的实验证实了这一理论的正确性。

根据宇宙大爆炸理论,宇宙大约在140亿年前从一个非常小、非常密集的点开始扩张。

在刚开始的几个亿年里,宇宙非常热和非常密集,但随着时间的推移,它变得更加冷却和稀疏。

总之,宇宙膨胀和宇宙大爆炸理论一直是天文学家和物理学家引人注目的热门话题。

宇宙学中的大爆炸理论

宇宙学中的大爆炸理论

宇宙学中的大爆炸理论宇宙学,作为一门独特的科学,探索着我们所在的宇宙究竟是如何形成和演变的。

而在宇宙学的研究中最为重要的理论之一就是大爆炸理论。

大爆炸理论被认为是解释宇宙起源和发展的最可行的理论,在科学界产生了巨大影响。

本文将从宇宙学的角度,对大爆炸理论进行深入探讨。

大爆炸理论认为,宇宙的起源是由一个无比巨大的爆炸所引起的。

这个爆炸将宇宙中的所有物质和能量撕裂开,形成了我们所看到的现在的宇宙。

这个理论最早由比利时天文学家乔治·勒梅特尔在1927年提出,但真正被广泛接受和发展起来是在20世纪60年代。

大爆炸理论的主要支持证据之一是宇宙微波背景辐射。

这种辐射是宇宙大爆炸后余烬的“热痕迹”,被认为是证明宇宙起源于一个巨大爆炸的重要依据。

那么,大爆炸理论究竟是如何得出的呢?首先,科学家发现了宇宙正在膨胀的事实。

通过观测星系的红移现象,他们发现几乎所有星系都在远离我们。

这一观察结果表明宇宙正在不断扩张,正如一张不断膨胀的气球一样。

进一步研究发现,如果逆推时间,我们将发现宇宙在过去是非常热密的,这似乎是宇宙经历了一个巨大的爆炸后才逐渐冷却下来。

这样的推演引导出了大爆炸理论。

在大爆炸理论的框架下,科学家进一步研究了宇宙演化的过程。

他们提出了宇宙均匀度问题:为什么宇宙在各个方向上的密度和温度是如此均匀?如果仅仅考虑物质分布的话,宇宙应该是不均匀的,而不是均匀的。

为了解决这个问题,科学家提出了暗物质和暗能量的假设。

据估算,宇宙中大约有27%的暗物质和68%的暗能量,只有5%的物质是我们能够观测到的。

这些不可见的物质和能量起到了在宇宙战场上“调节”剧情的作用。

总结起来,大爆炸理论的发展为我们提供了对宇宙起源和演化的一个整体认知。

它不仅解释了宇宙的膨胀和均匀度问题,还为我们提供了了解宇宙的各个方面的基础。

然而,虽然大爆炸理论已经被广泛接受,但科学界对它的完善和验证永远不会停止。

例如,黑暗能量的本质仍然是个谜,未来或许还会有更加精确的理论能够解释它。

宇宙大爆炸理论 大爆炸宇宙论

宇宙大爆炸理论 大爆炸宇宙论

宇宙大爆炸理论大爆炸宇宙论各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢爆炸之初,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。

宇宙大爆炸理论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。

“宇宙并非永恒存在,而是从虚无创生”的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。

虽然希腊哲学家曾经考虑过永恒宇宙的可能性,但是,所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻创造的。

像历这种奇怪的现象,是因为当时的科学界受进化论推翻“上帝创造论”的哲学思潮影响,盲目地反对传统理论,不承认如《圣经》所言,宇宙是有一个起点的。

这一时期的西方科学界普遍坚持宇宙和物质是恒定不变、无始无终的。

因此对于所有涉及说宇宙和万物都“有一个起点”的理论一概不予承认。

包括像爱因斯坦这样的大科学家也受其影响。

爱因斯坦在总结引力场方程,发现这个Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv的公式将推导出宇宙其实是一个有着从未停止的物质变化的动态宇宙,于是在该公式中又强加了一个“宇宙常数”,以维持静态宇宙的计算结果。

也就是说,最初的场方程其实是这样的:∧gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv,其中常数“∧”为宇宙常数。

但是自从1922年美国天文学家埃德温·哈勃开始观测到到“红移现象”开始,有关“宇宙膨胀”的观点开始形成。

1929年,埃德温·哈勃总结出了一个具有里程碑意义的发现,即:不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。

宇宙大爆炸理论换言之,宇宙正在不断膨胀。

这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。

事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙无限紧密。

宇宙大爆炸理论的依据

宇宙大爆炸理论的依据

宇宙大爆炸理论的依据
1、宇宙年龄问题。

大爆炸理论认为,天体的年龄应小于宇宙年龄。

起初有计算为20亿年的,但都被观测所否定。

继而,当代大爆炸论认为150亿年这是宇宙年龄,基于此,目前发现的天体可以纳入演化轨道。

2、微波辐射。

大爆炸理论预言了残余爆炸的辐射,均匀分布在宇宙空间,结果约3K的微波背景辐射的发现强有力地支持了大爆炸。

3、宇宙中氦的丰度。

天文学中,一直不能解释为什么天体中有相同的氦丰度,并且也不能解释为什么一些恒星的氦丰度(也就是氦含量)是30%左右。

在英格利斯的著作中是这样解释的:“大爆炸宇宙学可以定量地解释氦的丰度问题。

因此,在宇宙早期高温的几十分钟里,生成氦元素的效率很高。

根据宇宙膨胀速度的测量,以及热辐射温度的测量,我们可以计算出宇宙早期产生的氦丰度。

这个数值恰好是30%。

这就是说,今天我们看到不同天体上都约有30%的氦,这可能正是100多亿年前的一次事件所留下来的痕迹。


4、河外星系的普遍退行,也就是红移现象。

《星海求知:天文学的奥秘》期末考试及答案

《星海求知:天文学的奥秘》期末考试及答案

《星海求知:天文学的奥秘》期末考试及答案一、单选题(题数:50,共50.0 分)1、各种寻找系外行星的方法中,“产量”最多的是()。

A、视向速度法B、凌星法C、直接成像法D、不清楚正确答案: B2、银河系的中心方向主要位于哪个星座?()A、天琴B、天鹰C、人马D、天蝎正确答案: C3、开普勒探测器使用的搜寻系外行星的方法是()。

A、视向速度法B、凌星法C、直接成像法D、微透镜法正确答案: B4、黑洞、白洞和虫洞当中,目前可以视为已经有观测证据的是()。

A、黑洞B、白洞C、虫洞D、都没有正确答案: A5、上弦月相对于朔月的日月角距变化了()度。

A、45B、90C、180D、270正确答案: B6、“三起源”不包括()的起源问题。

A、宇宙B、天体C、生命D、人类正确答案: D7、“不同历史时期宇宙膨胀速度不同”,这里“不同历史时期”相比于现代,几乎不会考虑()时期。

A、137亿年前B、50亿年前C、10亿年前D、旧石器时代正确答案: D8、由于岁差原因,现在的黄道春分点已经位于()星座的位置。

A、白羊B、金牛C、双鱼D、宝瓶正确答案: C9、以下现象,不是由太阳活动导致的是()。

A、日冕物质喷射B、极光C、黑子D、太阳周年视运动正确答案: D10、太阳系前五大卫星当中,质量与其所属行星质量最接近的是:()A、木卫三B、月球C、土卫六D、木卫四正确答案: B11、宇宙标准模型中,时间是宇宙创生的()秒之后开始的。

A、10^(-4)B、10^(-10)C、10^(-36)D、10^(-44)正确答案: A12、人类目前认识到的全部的宇宙物质,占全部宇宙物质的份额接近()。

A、.05B、.25C、.5D、1正确答案: A13、大爆炸模型在()年代正式确立为标准宇宙模型。

A、1930年代-1940年代B、1940年代-1950年代C、1970年代-1980年代D、1980年代-1990年代正确答案: C14、以下生物组合与“动物-植物-真菌-原核生物-原生生物”的分类顺序不一致的是()。

宇宙大爆炸理论的发现与解析

宇宙大爆炸理论的发现与解析

宇宙大爆炸理论的发现与解析从十多个亿年前的大爆炸开始,宇宙便开始了漫长而神秘的进化历程。

宇宙的形成、演化和未来,长期以来一直是人类探索和研究的领域。

关于宇宙形成的理论也是众说纷纭,而被认为是最接近真相的一种理论就是宇宙大爆炸理论,下面我们就一起来了解一下宇宙大爆炸理论的发现和解析。

一、宇宙大爆炸理论的发现宇宙大爆炸理论最早的雏形是在1927年,由比利时天文学者乔治 ·勒梅特尔和乔治 ·卢迪克提出的一个模型。

但由于当时还没有足够的证据证实这个模型,所以并没有引起广泛的关注。

直到后来,更多的天文学家通过观测、实验和逐渐成熟的物理学理论,才逐渐认识到宇宙大爆炸模型的正确性。

1948年,英国物理学家乔治 ·格伯正式提出了宇宙大爆炸理论的现代版本。

他认为,宇宙其实是由一个密度极高、温度极高的原始物质构成的,这个物质在一个瞬间发生爆炸,从而形成了我们所看到的整个宇宙。

二、宇宙大爆炸的证据尽管宇宙大爆炸的理论已经有了一定的发展,但人们仍然需要更多的证据来证实它的正确性。

以下是几个证据:1.宇宙辐射背景宇宙辐射背景是一种波长在微波至红外线之间的电磁辐射,最初由美国天文学家阿历克斯 ·潘琳斯和罗伯特 ·威尔逊在1964年探测到。

它是来自宇宙最早时期的辐射,在宇宙大爆炸后的380,000年,原始物质温度的下降导致了宇宙微波背景辐射的形成。

2.宇宙元素的相对丰度宇宙元素的相对丰度也是支持宇宙大爆炸的证据之一。

宇宙大爆炸过程中,原子核合成产生的各种元素的相对丰度可以通过观测宇宙中各种元素的丰度比来验证宇宙大爆炸理论的正确性。

3.红移和背景辐射的黑体统计红移也是宇宙大爆炸的证据之一。

红移是光谱线的一种现象,通常与天体远离地球移动相联系,这意味着在宇宙中的物体远离地球。

同时,背景辐射的黑体统计也是宇宙大爆炸的证据之一,因为只有热源发射的辐射才遵循黑体谱律,而宇宙大爆炸后的热源被认为是背景辐射,因此该辐射的黑体统计证明了宇宙大爆炸理论的正确性。

天文学中的宇宙起源理论

天文学中的宇宙起源理论

天文学中的宇宙起源理论宇宙起源一直是天文学领域中备受关注的话题。

为了解释宇宙的来龙去脉,科学家们提出了多种宇宙起源理论。

本文将介绍三种主要的宇宙起源理论:宇宙大爆炸理论、宇宙膨胀和宇宙背景辐射。

一、宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是最为广泛接受的宇宙起源理论之一。

该理论认为,在宇宙诞生之初,整个宇宙处于极高的温度和密度下,形成了一个无比炽热的点。

随着时间的推移,这个点突然发生了爆炸,释放出巨大的能量和物质。

随着宇宙的膨胀,温度和密度逐渐下降,物质开始冷却凝聚,形成原子和分子。

随后,星系、恒星和行星等天体逐渐形成。

宇宙大爆炸理论为解释宇宙的起源和演化提供了基础框架。

二、宇宙膨胀宇宙膨胀理论是基于宇宙大爆炸理论的进一步发展。

该理论认为,宇宙并非静止不动的,而是不断膨胀的。

据观测数据显示,星系之间的距离在不断增大,这说明宇宙在不断扩张。

宇宙膨胀理论认为,宇宙的膨胀是由于宇宙中存在着奇特的物质,被称为暗能量。

暗能量具有反重力特性,它不仅抵消着引力的作用,还推动着宇宙的加速膨胀。

宇宙膨胀理论为解释宇宙扩张的现象提供了解释。

三、宇宙背景辐射宇宙背景辐射是宇宙起源中的一大重要证据。

它是在宇宙大爆炸之后,随着宇宙膨胀而形成的。

宇宙背景辐射是一种微弱的辐射,呈现出均匀的分布。

通过观测和测量宇宙背景辐射,科学家发现其具有均匀的分布和黑体辐射的特征。

这项发现进一步支持了宇宙大爆炸理论。

根据该理论,宇宙在其初期是非常炽热和高密度的,宇宙背景辐射正是这个时期形成的遗留物。

总结:本文介绍了三种主要的宇宙起源理论:宇宙大爆炸理论、宇宙膨胀和宇宙背景辐射。

宇宙大爆炸理论是最为广泛接受的理论之一,它认为宇宙起源于一个无比炽热的点的爆炸。

宇宙膨胀理论进一步发展了宇宙大爆炸理论,并提出了宇宙不断膨胀的概念。

宇宙背景辐射作为一项观测证据,支持了宇宙大爆炸理论的正确性。

这些理论为我们解释宇宙的起源和演化提供了有力支持。

浅谈宇宙大爆炸理论

浅谈宇宙大爆炸理论

浅谈宇宙大爆炸理论机械12-1 121014122 孙静我们从哪里来?宇宙是什么样的?这自有人类以来的永恒疑问。

从西方的海龟驮大陆,到中国的天圆地方,诞生了远古的神话和宗教。

十七世纪,开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。

最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦。

那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽,所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。

这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在,也许这使人有某种安全感。

但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问,如果万有引力是正确的,为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起?无论宇宙有没有一个中心,只要时间足够长,星系总会慢慢靠拢,最后碰撞、毁灭。

这给现代天文学提出了挑战,但是即使是当时最具有革命精神的人,也无法想象今后的颠覆性的发现。

大爆炸理论(Big Bang)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。

“大爆炸宇宙论”认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。

[1] 1927年,比利时天主教神父勒梅特(Georges Lemaître)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。

现代宇宙学中最有影响的一种学说。

它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。

在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。

该理论的创始人之一是伽莫夫。

令天文学家困惑的十大谜题

令天文学家困惑的十大谜题

令天文学家困惑的十大谜题作者:棉花糖来源:《学苑创造·C版》2020年第12期宇宙中充满着各种神奇的现象,而人类所能触及的只是冰山一角,还有许许多多的谜题等着天文学家来解答。

千年来,天文学的发展一直是个回答问题、解开谜团的过程,尽管很多时候一个问题解决了,新的问题又立刻涌现。

不少人认为,经过千百年的探索,人类已经充分了解了宇宙的运行方式,从恒星生命周期到星系演化过程,一切尽在掌握。

确实,天文学在近百年来取得了飞跃式进步,但仍有很多问题尚未解决,同时新的挑战也在不断出现。

最令人激动的还是要数那些完全出乎意料的谜题,比如令宇宙加速膨胀的暗能量。

30多年前,天文学家甚至还不知道它的存在,而现在,暗能量已然成为天文学最热门的领域之一。

未来,这样的发现将推动我们进一步认识宇宙,以及地球在宇宙中所处的位置。

一起来了解一下这些谜题吧!1.暗能量过去,天文学家认为宇宙由两种物质主导:能与光和其他形式的辐射相互作用的普通重子(中子、质子和它们构成的原子)物质,以及看不见的、对光透明、只通过引力现身的暗物质。

但是在20世纪90年代末期,天文学家遇到了一个意想不到的挫折:他们本以为受物质的引力作用,宇宙膨胀速度会放缓,但事实上宇宙反倒在加速膨胀。

证据来自数十亿光年外遥远星系中的超新星爆发,它们比之前的宇宙膨胀模型预测的暗弱不少。

天文学家把导致宇宙加速膨胀的因素称为暗能量,它约占整个宇宙质量能量密度的70%。

目前没人知道暗能量究竟是什么东西,更令人紧张和激动的是,暗能量的密度似乎还在不断增加。

有理论预测,如果暗能量的密度持续增加下去,整个宇宙最终会在数十亿年后以“大撕裂”的方式毁灭,到那时,暗能量会撕裂包括星系恒星,乃至物质粒子在内的一切。

2.宇宙线起源宇宙线是来自宇宙的高速、高能亚原子粒子,一般通过观测它们穿过大气时产生的次级低能粒子对其进行探测。

天文学家根据宇宙线粒子的能量大小为其分类,其中有一大类可能来自遥远的超新星爆发。

宇宙大爆炸理论:宇宙诞生之谜(宇宙大爆炸理论认为宇宙诞生于大爆炸)

宇宙大爆炸理论:宇宙诞生之谜(宇宙大爆炸理论认为宇宙诞生于大爆炸)

1. 科学家们对宇宙的起源一直是充满疑惑的。

多年来,关于宇宙起源的各种理论与假设不断涌现,并引发了无数的探讨与争议。

其中最为著名且备受关注的就是“宇宙大爆炸理论”。

2. 宇宙大爆炸理论,也被称为“宇宙诞生之谜”的解答,是由比利时天文学家乔治·勒梅特尔和美国天文学家埃德温·哈勃等人在20世纪初提出的。

根据这一理论,宇宙起源于一个极度高温、高密度的初始状态,随后在大爆炸的冲击下迅速膨胀并逐渐形成了我们今天所见的宇宙。

3. 这个理论的基础是来自于观测到的宇宙背景辐射。

20世纪60年代,美国的天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在进行微波背景探测实验时发现了这种辐射,这是一种来自宇宙较早时期的余辉。

辐射的存在证明了宇宙曾经是一个高温的环境,这进一步支持了宇宙大爆炸理论。

4. 根据宇宙大爆炸理论,宇宙的膨胀并非是在真空中进行的,而是包含有物质和能量的。

最初的宇宙几乎是一种非常高度集中的状态,而随着时间的推移,这些物质和能量逐渐扩散并形成了星系、恒星以及其他天体。

5. 在宇宙大爆炸之后的数百万年里,宇宙温度逐渐降低,使得原子核能够稳定形成,并开始形成了氢和氦等元素。

这一过程被称为“宇宙核合成”。

宇宙中的氢和氦成为了宇宙的主要成分,而其他更重的元素则是在恒星内部形成的。

6. 尽管宇宙大爆炸理论被广泛接受,但仍然存在一些未解之谜。

其中最大的困惑之一是关于暗物质和暗能量的问题。

科学家们发现宇宙中存在着大量的不可见物质和能量,它们对宇宙的演化产生了巨大的影响,却无法被直接观测到。

这使得我们对宇宙的组成和演化过程仍然知之甚少。

7. 此外,还有人认为宇宙的起源不完全是由一次大爆炸引起的,而是通过一系列的宇宙膨胀和收缩过程形成的。

这种理论被称为“大反弹”或“大回缩”。

尽管这一观点存在争议,但它提供了另一种解释宇宙起源的可能性。

8. 尽管宇宙大爆炸理论仍然存在许多未解之谜,但它仍然是目前对宇宙起源最具有说服力的理论之一。

科学家还未解开的8大天文学的“未解之谜”

科学家还未解开的8大天文学的“未解之谜”

科学家还未解开的8大天文学的“未解之谜”宇宙是神秘的。

它比任何人想象的都要神秘。

它也是时间、空间和物质的总和。

主流科学认为,宇宙的诞生始于一场“翻天覆地”的大爆炸。

至于大爆炸发生的原因和原因,科学家们还不清楚。

以下天文谜题无疑将成为热点中的热点。

其中一些可能在将来某一天被解决,而另一些可能永远是个谜。

暗物质是什么?上世纪六七十年代,天文学家发现星系中心恒星的速度与星系外恒星的速度几乎相同。

这一发现似乎与物理学的基本定律相矛盾。

天文学家用暗物质来解释这种现象。

虽然不可见,但暗物质也有质量,研究人员根据暗物质对正常物质的引力效应推断暗物质的存在。

据信,宇宙中暗物质的比例约为23%,宇宙中只有4%由正常物质组成,包括恒星和行星。

这是一张用哈勃太空望远镜拍摄的暗物质三维地图。

暗能量是什么?20世纪20年代,天文学家埃德温·哈勃发现宇宙不是静止的,而是膨胀的。

1998年,哈勃太空望远镜研究了遥远的超新星,发现宇宙在很久以前膨胀的速度比现在慢。

科学家们长期以来认为,物质的引力会逐渐减缓宇宙的膨胀,甚至导致宇宙的收缩。

为了解释宇宙的加速膨胀,科学家们提出了暗能量理论,并认为正是这种能量导致了宇宙的加速膨胀。

科学家推测暗能量占宇宙的近73%。

对星系团abell1689的一项新研究可能揭示暗能量是如何影响宇宙的。

恒星如何发生爆炸?当一颗大质量恒星耗尽燃料而死亡时,它将爆炸并形成一颗超新星。

超新星爆发的亮度可以在短时间内超过整个星系的亮度。

近年来超级计算机的发展使天文学家能够模拟恒星的内部条件,进一步了解恒星爆炸的机理。

不过,许多细节仍不得而知,比如爆炸是如何发生的,与哪些内部因素有关。

消失的重子哪去了?暗能量和暗物质占了宇宙的近96%,而正常物质占了其余的部分。

在正常情况下,它们中的一半以上消失了,它们去了哪里就成了一个谜。

所谓重子物质由质子和电子等离子体组成,它们占宇宙中可见物质的很大比例。

在计算从早期宇宙到现在的重子数量时,天文学家发现重子的数量神秘地减少了。

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11、大爆炸理论的天文学困难大爆炸之前是什么?大爆炸理论认为大爆炸之前没有时间,这样的问题不存在。

有两种候选的统一理论:一是所谓“一切事物的理论”——超弦理论;另一是不大为人所知的“环量子论”,据此,大爆炸是大反弹。

被称为“物理学诗人探险家”的惠勒(JohnA.Wheeler)博士则根据他对量子论和信息论的理解,提出了关于大爆炸的“观察者起源说”。

——摘自奥弗比(Dennis Overbye)的文章过去多少年人们一直都在谈论宇宙膨胀的减速并引入宇宙学基本参量q0——减速参量——来描述这种减速(十年前的教科书和文献告诉我们,宇宙的膨胀是在不断减速的,具体如何减速,也就是q0到底是多少呢?“观测表明”,q0可能接近1/2!)。

但1998年底以来的高红移超新星观测等结果使人们惊奇地发现,q0居然为负值!即宇宙是在加速膨胀!同时不为零的宇宙学常数的引入改变了人们对宇宙的认识。

发现宇宙加速膨胀的“超新星宇宙学项目”的首篇论文利用最先发现的7颗高红移,得出的结论可是Einstein-de Sitter宇宙耶!即q0=1/2的减速膨胀的宇宙!Perlmutter et al. 1995, ApJL, 440, L41。

这不禁让我想起了爱因斯坦的那句名言:“Subtle is the Lord”,“上帝是微妙的,但并不是不怀好意的”。

)又例如,1994-95年引起天文界轰动的焦点——宇宙比古老恒星还年轻的“宇宙年龄佯谬”(有当时中央电视台新闻联播的报道为证),在现在看来,则迎刃而解。

大爆炸宇宙学的六大难题——1.宇宙学原理问题:如果宇宙起源于大爆炸,那么宇宙的边缘部分的星体密度应该比靠中心的部分更为稀疏,可为什么我们测量到的宇宙在大尺度下是如此均匀?天文学家猜测河外星系的分布有可能是均匀的,但目前没有令人信服的观测证据。

天文观测表明,目前已发现上万个星系团,距离远达70亿光年。

至少有85%的星系是各种星系群或星系团的成员。

星系团形成更大的结构,称为超星系团。

超星系团的存在表明宇宙内的星系分布是不均匀的。

2.宇宙学红移问题:哈勃定律中的速度—距离关系是建立在观测的红移—视星等关系及一些理论假设前提上的。

哈勃参数最初被定为约500 km/s/Mpc,现在公认的数值在50—75之间。

这个事实就是其准确度很差的明显证据。

关于河外星系退离的速度从来没有用其他方法直接测量过,所以星系光谱线红移的多普勒效应的解释依然是一种猜测。

3.大爆炸宇宙极早期的问题:大爆炸宇宙学认为,大约在150亿年以前的某一时刻,宇宙是个高密度的原始粒子。

这个原始粒子的尺度比一个纳米还要小,可是它集中了可见宇宙的全部质量(上万亿个银河系的质量),而在原始粒子以外,则是一无所有的虚空。

在大爆炸之前,既没有时间,也没有空间。

这种简单的大爆炸模型,显然是远远偏离了人类有文明史以来的物理学和逻辑学的基本原理,包括物质和能量不能无中生有。

能量守恒定律认为能量是不可创造,质量守恒定律认为质量是不可创造,大爆炸理论认为能量、物质(质量)、空间、时间已经被一个无限小的点爆炸创造,并且是在四大皆空发生的。

如果宇宙存在一个开端,那么这个开端便是时间坐标轴的原点,如何确定这个坐标原点呢?那我们不得不采用绝对时间概念,但是,如果采用绝对时空观念,那样由相对论等高等物理理论推导而来的大爆炸理论岂不成了废纸一张?对于宇宙的历史,相对论者在写论文的时候都采用了绝对时空观,如大爆炸后的最初一秒钟,大爆炸后的两万年……这些可是相对时空观念不允许的。

对于宇宙的年龄,人们没有必要通过研究某个古老陨石所携带的某种放射性同位素的半衰期来测定它。

由广义相对论,我们可以得知,每个星体由于其速度及引力场的不同,会导致时间的快慢程度不同,也许有个星球上的智慧生物认为宇宙的存在只有15亿年,也许另一个星球上的生物认为宇宙已有1500亿年了。

因此,我们永远也不知道宇宙的年龄。

今天,我们人类认为宇宙有150亿岁了(这个时间一直在修改当中),可是早在46亿年前,地球还没形成!那时,引力场和物质的运动速度都跟现在完全不一样,因此,我们现在没人能够理解当时的那种时间概念。

所以,在大爆炸理论中,时间是整个理论的误点之一,因为它与自己的理论基础的不能融洽结合。

每个星体由于其速度及引力场的不同,会导致时间的快慢程度不同。

适合智慧生物的行星,其质量最大相差四个数量级(见《近代物理学》P536,王正行编著),就是按牛顿观,这样大的差异引起的重力加速度的差异大约不到22倍,其摆钟走时差别约4.5倍,原子钟由于振荡频率减小计时也变慢。

同样材质制作的量尺,在大质量行星上因原子、分子的间隙减小会变得短些,就象人平卧时身长会比站立时长些一样。

4、视界疑难。

视界是因果联系的区域,由于受到有效传播时间的限制,在早期宇宙中,不同的视界之间不能以热信号或光信号等相互联络,因此,它无法说明目前宇宙的普遍性的因果联系。

比如,在全天空,宇宙背景辐射的温度,直到105分之一的程度都是均匀的,这是目前宇宙存在着普遍性因果联系的有力证据。

5、平直性疑难。

宇宙的平直性与宇宙学密度相关,目前的宇宙学密度约为1,即我们的宇宙是平直的,这要求早期的宇宙学密度要更精确地等于1,因为,如果早期的宇宙学密度的值与1有些偏离,那么,这一偏离就将急剧增长,而破坏宇宙的平直性。

但是,初始宇宙物质密度非常大,半径又相当小,按照广义相对论,其曲率应该很大,怎么会是平直的呢?6、磁单极疑难。

根据有关理论,宇宙大爆炸后,随着能量的逐步降低,会发生对称性的“自发破缺”,在不同视界的相交处将会产生磁单极。

因为磁单极的质量很大,它的质量密度将是重子质量密度的1014倍。

这是一个灾难性的预言,因为,既然磁单极这么多,它早就应该被发现了,但实际上却至今没有发现一个!2004年2月,美国和法国天文学家先后报告发现了距离地球最遥远的星系。

美国天文学家宣布发现的那个星系距离地球130亿光年,大约形成于宇宙大爆炸后7.5亿年。

法国发现的星系距离地球132亿光年大约形成于大爆炸后4.6亿年左右,是迄今发现的宇宙中形成时间最早的一个星系。

Abell1835星系群处在地球和该星系之间。

当地球上的观测点与该星系和Abell1835三者形成一条直线时,Abell1835的质量将该星系的光线折射并放大到其本身亮度的25至100倍,天文学家才能看到这个星系。

法国天文学家将该星系命名为Abell1835IR1916。

类似的这种发现与相对论的光速是宇宙最高运动速度有所冲突。

按照目前为大多数人所接受的宇宙大爆炸起源理论,我们目前所处的宇宙来源于大约140-150亿年前的一个“奇点”的爆炸。

美国和法国科学家发现的星系距我们都在130亿光年之外,也就是说,这些星系在大爆炸约10-20亿年后就已经在现在的位置上了。

迄今为止,科学家观察到的宇宙都是各向同性,没有任何迹象显示任何星系是位于宇宙的一侧边缘,因而在地球与Abell1835IR1916星系相对的另一侧也应该有距离在130多亿光年甚至更远的星系。

也就是说,在大爆炸发生后10-20亿年左右,宇宙中竟然产生了相距超过260亿光年的星系!2004年 1月5日,在美国天文学会的一次国际会议上,美国乔治亚州立大学的一个天文学家小组宣布首次捕获到从蚀星SS433发出的光线。

观察到SS433天体所发光线既有红移又有蓝移。

人们发现,同一类星体有不相同的红移谱线,这明显与速度红移理论相矛盾,因为同一个类星体不可能以几种不同速度远离我们而去。

另外,有些类星体的红移量相当大,用哈勃红移理论解释,这些类星体应处在极遥远的地方,且有几乎趋近光速的退行速度。

这说明星系红移是不能完全用多普勒效应来解释,必然还有另外因素影响波长的红移,但到目前为止,还没有人提出可令人信服的物理机制对星系红移现象作出圆满说明,星系红移现象已向整个物理学提出严峻的挑战。

虽然Big Bang Cosmology宇宙模型可以解释众多的观测现象,却存在许多疑难,如视界疑难、准平坦性疑难、结构起源疑难、宇宙常数疑难等。

因此人们在宇宙甚早期引入暴胀(inflation)阶段——宇宙以指数形式快速膨胀,暴胀模型可以解决上述一些疑难,但宇宙常数问题依然存在。

1998年以前,物理学家和天文学家一般都认为宇宙学常数等于0或很小可忽略,而且粒子物理学家认为,宇宙学常数可以看作宇宙真空能量密度的一种量度。

但最近几年来,天文学家用各种观测方法和手段,例如超新星、宇宙微波背景和引力透镜等遥远天体的观测、宇宙物质密度的测量和真空能量密度的测量,获得了比较精确的数据表明宇宙学常数不仅存在,而且其能量密度与物质成分在同一量级,还稍大一点。

宇宙学常数Λ导致的能量——动量张量的能量密度ρΛ=Λ/(8πG)和压强pΛ=-ρΛ.由于压强与能量密度正好大小相同而符号相反,因此宇宙学常数在Einstein场方程中起一个“反引力”的效果。

现在一般引进有效宇宙学常数Λeff=8πGρΛ+Λ0, Λ0是裸的宇宙学常数。

根据大爆炸宇宙学说,星系、星系团等超大尺度结构应该是早期等离子体的不均匀性增长演化而成,而这种早期等离子体的不均匀性,应该在微波背景辐射的小角度(1″~1°)各向异性上有所反映,而宇宙整体的不均匀性应表现在微波背景大角度上的各向异性。

多年来,不少观测宇宙学家和天文学家都在致力于探测这种各向异性,迄今为止,还没有得到所期望的结果。

道尔哥夫和泽尔多维奇称这一尚未解决的问题为“现代宇宙学中的一朵乌云”。

2004年5月22日,英国的《新科学家》杂志发表了34位科学家和工程师签名的《致科学界的公开信》上网后,又很快获得了185位科学家的网络签名),对大爆炸理论进行了口诛笔伐。

他们尖锐地指出:“更重要的是,大爆炸理论从来没有任何量化的预言得到过实际观察的验证。

该理论捍卫者们所宣称的成功,统统归功于它擅长在事后迎合实际观察的结果:它不断地在增补可调整的参数,就象托勒玫的地心说总是需要借助本轮和均轮来自圆其说一样。

”【1】在深入研究宇宙的起源之后,对于眼前的世界,诺贝尔奖金得主温伯格这样写道:"很难理解这只不过是一个充满敌意的宇宙中的一小部分,更无法想象到现在的宇宙是从一个难以言传的陌生的早期状态演化而来,而又面临着无限冰冷的,或是炽热难耐的末日。

宇宙越可理解,也就越索然无味。

"参考文献:【1】全志钢,大爆炸或许从未发生过,新发现,2006年6月,P40。

附录1:附录2:科学家发现宇宙在大爆炸前就存在宇宙微波背景辐射图片,圆环说明宇宙在大爆炸前发生过事情。

新理论“共形周期宇宙论”认为黑洞将最终吞噬宇宙中的所有物质。

根据他理论,彭罗斯表示。

吞噬宇宙中所有物质之后,留下来的就只有能量,触发下一次大爆炸进而开启一个新永世。

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