论文 - 浅谈宇宙大爆炸理论
改变世界的物理学论文
![改变世界的物理学论文](https://img.taocdn.com/s3/m/ecc84c61783e0912a2162ae2.png)
置疑者的声音—宇宙大爆炸理论探究摘要: 宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙中的一些根本问题。
宇宙大爆炸是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。
大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。
大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙,那么宇宙的形成真的就是缘于一场大爆炸吗?现在的证据能否肯定宇宙大爆炸的存在?关键词:天体物理学宇宙大爆炸宇宙膨胀一.引言宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出,但20年代以来就有了萌芽。
20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象。
到了1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。
他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效应的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快。
这正是一幅宇宙膨胀的图像。
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。
美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。
二.宇宙大爆炸理论观点大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。
在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。
物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。
宇宙间只有中子、质子·电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。
但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。
宇宙大爆炸课程心得体会(2篇)
![宇宙大爆炸课程心得体会(2篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/6eb8d27315791711cc7931b765ce05087732755e.png)
第1篇自从学习了宇宙大爆炸这门课程以来,我对宇宙的起源、发展以及未来有了更加深入的了解。
在这门课程中,我不仅学到了丰富的知识,更感受到了科学的魅力和探索宇宙的无限可能。
以下是我对这门课程的一些心得体会。
一、宇宙大爆炸的起源与演化宇宙大爆炸理论是当今宇宙学的主流理论,它认为宇宙起源于一个极度热密的状态,经过大约138亿年的演化,形成了今天我们所看到的宇宙。
在课程中,我们学习了宇宙大爆炸的背景、辐射、物质、暗物质、暗能量等概念,以及它们在宇宙演化过程中的作用。
通过学习,我深刻认识到宇宙大爆炸理论的科学性和合理性。
它不仅解释了宇宙的起源和演化,还预测了许多观测现象,如宇宙微波背景辐射、宇宙膨胀等。
这些观测结果与理论预测相符,使得宇宙大爆炸理论得到了广泛的认可。
二、宇宙的观测与探测宇宙大爆炸理论为我们提供了观测宇宙的线索,使我们能够探测到宇宙的过去和未来。
在课程中,我们学习了宇宙背景探测、星系观测、黑洞探测等多种观测方法。
宇宙背景探测是通过观测宇宙微波背景辐射来了解宇宙早期状态的重要手段。
通过分析这些辐射的特性,我们可以推断出宇宙的膨胀速率、密度、组成等参数。
星系观测则使我们能够研究宇宙中的星系、星团、星云等天体,了解它们的形成、演化过程以及宇宙的结构。
黑洞探测是宇宙学中的一项重要任务。
黑洞的存在对宇宙的演化有着重要影响,而探测黑洞则有助于我们更深入地了解宇宙。
在课程中,我们学习了黑洞的物理性质、观测方法以及探测技术。
三、宇宙的未来与命运宇宙大爆炸理论不仅揭示了宇宙的起源和演化,还预测了宇宙的未来。
在课程中,我们学习了宇宙膨胀、暗能量、宇宙大撕裂等概念,以及它们对宇宙未来的影响。
宇宙膨胀是指宇宙空间在不断扩大,而暗能量则被认为是导致宇宙膨胀的原因。
根据观测结果,宇宙的膨胀速度在加快,这可能导致宇宙最终走向大撕裂。
然而,也有观点认为宇宙可能会经历“热寂”阶段,即宇宙温度趋于均匀,能量分布趋于平衡。
通过学习宇宙的未来与命运,我意识到宇宙的演化是一个复杂而神秘的过程,我们还有许多未知和待解之谜。
宇宙大爆炸理论的诞生与演变
![宇宙大爆炸理论的诞生与演变](https://img.taocdn.com/s3/m/940d374b0a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79ccc.png)
宇宙大爆炸理论的诞生与演变宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的核心理论之一,它为我们提供了对宇宙起源、演变和结构的重要理解。
这一理论不仅揭示了我们宇宙的初始状态,还解释了我们今天所观察到的天文现象。
本文将深入探讨宇宙大爆炸理论的诞生、发展历程及其在当代科学中的重要性。
一、宇宙大爆炸理论的历史背景在20世纪初,科学界对宇宙的观念经历了一次巨大的变革。
以往,牛顿的经典力学和恒定的宇宙观一直主导着科学思想,许多人相信宇宙是静态和永恒的。
然而,随着爱因斯坦在1915年提出广义相对论,科学家们逐渐意识到,万有引力和空间时间有着更为复杂的关系,宇宙可能并非静态不变。
1.1 爱因斯坦的贡献爱因斯坦的广义相对论使得科学家们开始重新考虑宇宙的结构。
在他的理论中,重力被视为大质量物体对周围空间时间产生的曲率。
这一理论意味着宇宙可能处于扩张或收缩的状态。
爱因斯坦在最初提出广义相对论时,假设宇宙是静态的,并引入了一个名为“宇宙常数”的项,用以维持这一平衡。
但他在1917年的《广义相对论基础上关于静态宇宙模型的问题》中不得不承认,静态宇宙模型并不符合观测事实。
1.2 观测证据的逐步积累1920年代,天文学家通过哈勃望远镜等工具开始观察到遥远星系的光谱偏移现象。
美国天文学家埃德温·哈勃于1929年发现,远离地球的星系发出红移光谱,这一发现指向了一个不可逆转的结论:宇宙正在扩张。
这一结论促使科学家们进一步探讨宇宙的起源及其演变过程。
二、宇宙大爆炸理论的诞生随着观测数据的增加,天文学家们开始构建起一个更为合理和一致性的模型来解释这些数据。
大爆炸理论因此应运而生。
2.1 大爆炸理论的基本概念大爆炸理论认为,宇宙是从一个极其高温高密度的奇点开始膨胀而来的,这一状态被称为“大爆炸”。
在这一事件发生后,宇宙经历了一个极短暂而剧烈扩展阶段。
在此之后,随着温度逐渐降低,物质开始形成,从基本粒子到原子、星系等逐步演化而来。
2.2 大爆炸模型的发展在1940年代,乔治·勒梅特提出了宇宙膨胀的数学模型,并基于此构建了大爆炸理论。
宇宙大爆炸理论的探索与发展
![宇宙大爆炸理论的探索与发展](https://img.taocdn.com/s3/m/aac64c21001ca300a6c30c22590102020640f26f.png)
宇宙大爆炸理论的探索与发展宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的基石,它描述了宇宙诞生的起源和发展历程。
从古希腊时期的宇宙起源的哲学思考到现代天文学和物理学的深入研究,科学家们不断努力探索宇宙大爆炸理论的奥秘。
本文将追溯宇宙大爆炸理论的起源,梳理其发展历程,并分析其对宇宙演化和人类认知的重要意义。
宇宙大爆炸理论首次由比利时天文学家乔治·勒梅特尔在1927年提出。
他注意到宇宙中的星系普遍呈现膨胀的现象,并得出了一个推测:宇宙可能是从一个紧密的初始状态开始的,并经历了巨大的爆炸,这就是宇宙大爆炸理论的雏形。
随后,美国天文学家埃德温·哈勃通过观测星系间的红移和推测宇宙膨胀的速度,为宇宙大爆炸理论提供了更多的证据。
这一观测结果表明,宇宙正以高速膨胀,和乔治·勒梅特尔的理论相吻合。
随着科学技术的进步,人类对宇宙大爆炸理论的研究逐渐深入。
20世纪50年代,物理学家乔治·田中提出“热大爆炸理论”,进一步解释了宇宙膨胀的机制。
根据他的理论,宇宙在起源时密集、高温,然后经历了快速的膨胀,由于膨胀的过程中,温度逐渐下降,宇宙也逐渐冷却。
这一理论可通过宇宙微波背景辐射的发现得到佐证。
1964年,美国的两位天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊意外发现宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸后残余的热能,成为支持热大爆炸理论的重要证据。
然而,宇宙大爆炸理论仍然存在许多问题待解。
其中一个困扰科学家们的难题是宇宙大爆炸之前的状态是什么。
现代宇宙学认为,在宇宙大爆炸之前,宇宙可能是一个由虚空引力起作用的奇点。
但是,科学家对于奇点的本质和行为仍知之甚少。
随着超弦理论的提出和研究,一些学者尝试从微观层面解释宇宙的起源,并在此基础上形成了一系列新的宇宙模型。
除了理论上的困扰,宇宙大爆炸理论还面临着对初始条件的解释问题。
科学家们一度认为,宇宙大爆炸后的演化只能按照初始条件确定的轨迹发展,即“命运论”。
宇宙大爆炸理论解析
![宇宙大爆炸理论解析](https://img.taocdn.com/s3/m/15e8159c29ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2ae7.png)
宇宙大爆炸理论解析宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的基石之一,它提供了关于宇宙起源和演化的重要解释。
本文将对宇宙大爆炸理论进行解析,探讨其基本原理、证据支持以及对宇宙演化的影响。
一、宇宙大爆炸理论的基本原理宇宙大爆炸理论认为,宇宙起源于一个极其高温高密度的初始状态,随后经历了一次巨大的爆炸,从而开始了宇宙的演化过程。
这个初始状态被称为“奇点”,在奇点之前的时间和空间都失去了意义。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙的演化可以分为三个阶段:膨胀、冷却和演化。
在膨胀阶段,宇宙经历了一段极其迅速的膨胀,称为宇宙膨胀。
在冷却阶段,宇宙逐渐冷却下来,物质开始形成。
在演化阶段,宇宙中的物质逐渐聚集形成星系、恒星和行星等天体。
二、宇宙大爆炸理论的证据支持宇宙大爆炸理论得到了大量观测和实验证据的支持。
其中最重要的证据之一是宇宙背景辐射。
宇宙背景辐射是宇宙中的微弱辐射,它是宇宙大爆炸后残留下来的热辐射。
宇宙背景辐射的发现和测量为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。
此外,宇宙大爆炸理论还能解释宇宙中的元素丰度和宇宙微波背景辐射的各向同性等现象。
宇宙中的元素丰度与宇宙大爆炸理论的预测非常吻合,这也是对该理论的重要支持。
三、宇宙大爆炸理论对宇宙演化的影响宇宙大爆炸理论对宇宙演化的影响是深远的。
首先,它解释了宇宙的起源和演化过程,为我们理解宇宙提供了一个基本框架。
其次,它揭示了宇宙的膨胀和冷却过程,为我们研究宇宙的结构和形成提供了重要线索。
宇宙大爆炸理论还对宇宙的未来演化提出了一些预测。
根据该理论,宇宙的膨胀将继续进行,最终可能导致宇宙的冷却和衰变。
这个预测与观测数据相吻合,也为我们对宇宙的未来发展提供了一些线索。
总结起来,宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的基石之一,它提供了关于宇宙起源和演化的重要解释。
通过对宇宙背景辐射等观测和实验证据的支持,它得到了广泛的认可。
宇宙大爆炸理论对我们理解宇宙的起源、演化和未来发展具有重要意义,也为我们研究宇宙的结构和形成提供了重要线索。
论宇宙大爆炸
![论宇宙大爆炸](https://img.taocdn.com/s3/m/c470b11014791711cc79176d.png)
论宇宙大爆炸【摘要】宇宙大爆炸是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。
大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。
大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。
宇宙大爆炸模型只适用于宇宙的大尺度上,而它也意味着宇宙是无边的。
【关键词】宇宙;大爆炸;模型;理论;证据宇宙大爆炸模型是对宇宙产生和发展过程的一种科学假设,它描述了宇宙的发展过程,是一种理论预言。
它由1948年乔治·伽莫夫和他的两位研究生一起提出,是现今被普遍接受的宇宙模型,被称为标准宇宙模型。
宇宙大爆炸模型指出:宇宙产生于空间奇点,时间由此开始,空间也由此不断膨胀。
1.宇宙大爆炸模型的涵义伽莫夫等在美国《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、由密到稀和不断膨胀的过程,犹如一次规模极其巨大的超级大爆炸。
宇宙大爆炸模型认为,大爆炸后的10^-43秒,宇宙中还没有任何粒子,只有时间、空间和真空场。
后10^-6秒,为强子时代,温度约为10^13k,夸克有条件结合成质子和中子等一类强子。
大爆炸后10^-2秒,为轻子时代,温度约为10^11k,产生重子的反应停止,重子增加。
4秒后,温度为10^9k,重子数目趋于稳定。
3分钟后,温度降到10^6k,中子和质子结合成氘核,氘核形成氦核。
这时,粒子发生反应的可能性很小,各粒子数丰度基本保持不变。
40万年后,进入“退耦代”,宇宙变透明,温度40000k,原子开始形成,核反应停止。
10亿年后,宇宙气态物质靠引力作用碰撞,形成星系与恒星。
100亿年后,银河系,太阳,行星开始形成,构成了今天的宇宙万物。
宇宙大爆炸模型是现代宇宙学中最有影响力的一种学说,比其它宇宙模型更能说明较多观测到的事实,在这个时期,宇宙不断地膨胀,温度从热到冷,密度从密到稀,当温度为10亿左右,中子开始失去自由存在的条件,要么发生衰变,要么与质子结合,化学元素就是从这一时期开始的。
广东商学院 选修 科学逻辑 宇宙大爆炸学说 论文
![广东商学院 选修 科学逻辑 宇宙大爆炸学说 论文](https://img.taocdn.com/s3/m/e111a88e8762caaedd33d4a7.png)
---------------------------------------------装--------------------------------- --------- 订 -----------------------------------------线----------------------------------------
3
4
-
班级
1
第一个论据是哈勃定律和宇宙膨胀。 对遥远星系和类星体的观测表明这些天体存 在红移——从这些天体发出的电磁波波长会变长。通过观测取得星体的频谱,而构成 天体的化学元素的原子与电磁波的相互作用对应着特定样式的吸收和发射谱线,将两 者进行比对则可发现这些谱线都向波长更长的一端移动。这些红移是均匀且各向同性 的,也就是说在观测者看来任意方向上的天体都会发生均匀分布的红移。如果将这种 红移解释为一种多普勒频移,则可进而推知天体的退行速度。对于某些星系,它们到 地球的距离可以通过宇宙距离尺度来估算出。如果将各个星系的退行速度和它们到地 球的距离一一列出,则可发现两者存在一个线性关系即哈勃定律:v=HD。其中 v 是星 系或其他遥远天体的退行速度,D 是距天体的共动固有距离,H 是哈勃常数,根据 WMAP 最近的测量结果为 70.1 ±1.3 千米/秒/秒差距, 根据哈勃定律我们的宇宙图景有 两种可能:或者我们正处于空间膨胀的正中央,从而所有的星系都在远离我们——这 与哥白尼原理相违背——或者宇宙的膨胀是各处都相同的。从广义相对论推测出宇宙 正在膨胀的假说是由亚历山大· 弗里德曼和乔治· 勒梅特分别在 1922 年和 1927 年各自提 出的,都要早于哈勃在 1929 年所进行的实验观测和分析工作。宇宙膨胀的理论后来成 为了弗里德曼、勒梅特、罗伯逊、沃尔克等人建立大爆炸理论的基石。 大爆炸理论要求哈勃定律在任何情况下都成立,注意这里 v、D 和 H 随着宇宙 膨胀都在不断变化(因此哈勃常数 H 实际是指“当前状态下的哈勃常数”) 。对于距离远 小于可观测宇宙尺度的情形,哈勃红移可以被理解为因退行速度 v 造成的多普勒频移, 但本质上哈勃红移并不是真正的多普勒频移,而是在光从遥远星系发出而后被观测者 接收的这个时间间隔内,宇宙膨胀的结果。 天文学上观测到的高度均匀分布且各向同性的红移,以及其他很多观测证据, 都支持着宇宙在各个方向上看起来都相同这一宇宙学原理。2000 年,人们通过测量宇 宙微波背景辐射对遥远天体系统的动力学所产生的影响,证实了哥白尼原理,即地球 相对大尺度宇宙来说绝非宇宙的中心。早期宇宙来自大爆炸的微波背景辐射温度要显 著高于当今的辐射余温,而几十亿年来微波背景辐射均匀降温的事实只能被解释为宇 宙空间正在进行着度规膨胀,并排除了我们较为接近一个特殊的爆炸中心的可能。 第二个论据是宇宙微波背景辐射。在宇宙诞生的最初几天里,宇宙处于完全的 热平衡态,并伴随有光子的不断吸收和发射,从而产生了一个黑体辐射的频谱。其后 随着宇宙的膨胀,温度逐渐降低到光子不能继续产生或湮灭,不过此时的高温仍然足 以使电子和原子核彼此分离。因而,此时的光子不断地被这些自由电子“反射”,这一 过程的本质是汤姆孙散射。由于这种散射的持续存在,早期宇宙对电磁波是不透明的。 当温度继续降低到几千开尔文时,电子和原子核开始结合成原子,这一过程在宇宙学 中称为复合。由于光子被中性原子散射的几率很小,当几乎所有电子都与原子核发生 复合之后,光子的电磁辐射与物质脱耦。这一时期大约发生在大爆炸后三十七万九千 年,被称作“最终的散射”时期。这些光子构成了可以被今天人们观测到的背景辐射, 而观测到的背景辐射的涨落图样正是这一时期的早期宇宙的直接写照。随着宇宙的膨 胀,光子的能量因红移而随之降低,从而使光子落入了电磁波谱的微波频段。微波背 景辐射被认为在宇宙中的任何一点都可被观测,并且在各个方向上都(几乎)具有相 同的能量密度。 第三个论据是原始物质丰度。采用大爆炸模型可以计算氦-4、氦-3、氘和锂-7 等轻元素相对普通氢元素在宇宙中所占含量的比例。所有这些轻元素的丰度都取决于
宇宙大爆炸理论
![宇宙大爆炸理论](https://img.taocdn.com/s3/m/f7333378492fb4daa58da0116c175f0e7cd11995.png)
宇宙大爆炸理论引言宇宙大爆炸理论是现代宇宙学中最为人所接受的关于宇宙起源和演化的科学理论。
这一理论解释了宇宙从最初的高温高密度状态开始,经过膨胀和冷却,逐渐演化成今天我们所见的广袤宇宙的过程。
宇宙的起源根据大爆炸理论,宇宙起源于大约137亿年前的一个极小、极热、极密集的状态。
在这个初始奇点,所有的物质、能量、空间和时间都集中在一个无限小的点上。
然后,在一次巨大的爆炸中,宇宙开始迅速膨胀,并持续至今。
宇宙的膨胀大爆炸后,宇宙经历了剧烈的膨胀阶段,被称为宇宙的“暴胀期”。
在这一时期,宇宙的大小呈指数级增长。
随后,膨胀速度逐渐减慢,但宇宙仍在不断扩张中。
科学家通过观测遥远星系的红移现象,证实了宇宙膨胀的事实。
宇宙的演化随着宇宙的膨胀,温度逐渐降低,使得原子核和电子能够结合形成原子。
这个过程被称为再复合,它标志着宇宙从等离子态向中性气体的转变。
此后,宇宙进入了一个相对黑暗的时期,直到第一代恒星和星系的形成,宇宙才重新被点亮。
宇宙的未来关于宇宙的未来,有多种可能的情景。
如果宇宙的质量足够大,它的膨胀最终会停止并开始收缩,最终可能回到一个与大爆炸相反的大坍塌状态。
如果宇宙质量较小,它将永远膨胀下去。
还有一种可能是宇宙的质量恰好处于临界值,膨胀将永远持续,但速度会趋近于零。
结论宇宙大爆炸理论为我们提供了一个框架,以理解宇宙的起源和发展。
虽然这一理论已经得到了广泛的支持和验证,但仍有许多未知的问题等待解答,如宇宙的精确总质量、暗物质和暗能量的本质等。
未来的研究将继续揭示宇宙的奥秘。
---请注意,本文仅提供对宇宙大爆炸理论的基本介绍,不涉及任何敏感内容或违反社区规则的信息。
作文《宇宙大爆炸理论》
![作文《宇宙大爆炸理论》](https://img.taocdn.com/s3/m/f24b6a756fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64db1.png)
宇宙大爆炸理论篇一宇宙大爆炸理论:我的脑子也跟着爆炸了其实吧,要说宇宙大爆炸理论,我一开始觉得挺玄乎的。
就跟那天我试着自己做蛋糕一样玄乎。
我寻思着,网上视频里做起来挺简单的,不就是把各种材料往一起一扔,然后烤一烤吗?结果呢?我按照视频一步一步做的,可最后烤出来的是个……怎么说呢,嗯,一个口感奇特的“砖头”。
那蛋糕啊,颜色深得像煤炭,表面裂得跟月球表面似的,咬下去,硬邦邦的,牙齿差点崩掉。
我仔细回味了一下,大概是糖放多了,烤的时间也过长了,总之是一场灾难。
这蛋糕的“爆炸”现场,让我想到宇宙大爆炸理论。
当然,两者没啥关系,只是当时我沮丧的心情,和宇宙大爆炸理论里那种突如其来的剧烈变化,莫名其妙地产生了共鸣。
我之前也觉得宇宙大爆炸这个理论很神奇,宇宙从一个奇点爆炸出来,然后膨胀,形成星系、恒星、行星……这过程是不是跟我做蛋糕一样,也可能因为某个“参数”没设置好,就导致了完全不同的结果?说不定宇宙一开始也是某个超级“烘焙师”一时手滑,加了太多的暗能量,导致了“宇宙大爆炸”这个“烘焙事故”。
篇二宇宙大爆炸理论:一个奇点的故事说回宇宙大爆炸,这“奇点”的概念,我理解起来还挺费劲的。
就好比我那天去挤公交车,那场面,简直就是一个“奇点”的现实版。
人挤人,摩肩接踵,密密麻麻,大家就像被压缩到一起的粒子一样,根本动弹不得。
我当时就紧紧地抓住扶手,生怕被挤到变形,整个身体都处于一种高度紧张的状态。
我记得当时我旁边站着一个穿着花衬衫的大叔,他手里拿着一杯豆浆,豆浆随着车子的晃动不断摇晃,眼看就要洒出来了。
我当时心里就想着,要是豆浆洒出来,那这公交车上的味道……简直不敢想象。
那场景,何止一个“奇点”,简直就是一个“豆浆奇点”!后来好不容易下了车,我感觉自己全身都被挤扁了似的,非常疲惫。
想想宇宙大爆炸,从一个无限小的“奇点”膨胀到如今浩瀚无垠的宇宙,那得多么不可思议啊!就跟从一个爆满的公交车里挤出来一样艰难,只是规模不一样而已。
宇宙大爆炸初一作文
![宇宙大爆炸初一作文](https://img.taocdn.com/s3/m/601e4c8768dc5022aaea998fcc22bcd127ff424a.png)
宇宙大爆炸初一作文宇宙大爆炸——宇宙的起源宇宙大爆炸是宇宙起源的一种理论。
科学家们认为,在138亿年前,宇宙处于极度高温和高密度的状态,一个巨大的爆炸引发了宇宙的诞生和发展。
它是宇宙的起源和演化的开端,也是人类科学探索的终极目标之一。
宇宙大爆炸的过程是怎样的呢?首先,整个宇宙处于极度高温和高密度的状态,所有物质集中在极小的空间内。
接着,在某个瞬间,这个空间突然发生了一个巨大的爆炸,所有的物质开始向四面八方扩散。
在这个过程中,温度开始降低,物质逐渐冷却,最终形成了我们所看到的宇宙。
宇宙大爆炸虽然是一个复杂的理论,但它也为我们解释了很多宇宙现象,例如宇宙微波背景辐射和宇宙膨胀。
宇宙微波背景辐射是一种来自宇宙较早时期的辐射,它支持了宇宙大爆炸的理论,并且也为我们提供了宇宙的早期演化信息。
而宇宙膨胀则是宇宙大爆炸的一个自然结果,它也是宇宙演化的一个重要过程。
宇宙大爆炸理论的提出并不是一件轻松的事情。
许多著名的科学家,例如爱因斯坦和雷曼,都曾经提出过它们自己的宇宙起源理论。
但是,宇宙大爆炸理论却是经过了长时间的科学推理和实验证实的最有力的宇宙起源理论。
在宇宙大爆炸理论的基础上,人类也开始探索更加深刻的宇宙现象。
例如黑洞和暗物质等,这些都是宇宙演化中的重要过程。
人类也建立了越来越多的探测器,例如哈勃望远镜和彗星探测器等,来进一步探测和研究宇宙的奥秘。
总之,宇宙大爆炸是宇宙起源的一个重要理论。
它为我们解释了很多宇宙现象,也为我们的科学探索提供了新的方向和思路。
我们相信,在未来的科学研究中,宇宙大爆炸理论会继续为我们带来更多有益的信息和发现。
揭秘宇宙的起源:大爆炸理论的深入解读
![揭秘宇宙的起源:大爆炸理论的深入解读](https://img.taocdn.com/s3/m/2a3d38a0fbb069dc5022aaea998fcc22bcd143fc.png)
揭秘宇宙的起源:大爆炸理论的深入解读从古至今,人类对宇宙的起源一直充满了好奇与探索。
在众多的宇宙起源理论中,大爆炸理论无疑是最广为人知且被科学界普遍接受的一个。
该理论不仅为我们提供了关于宇宙如何从一个极热、极密的初始状态开始膨胀并形成今天我们所见的一切的线索,而且还深刻影响了现代物理学和天文学的发展。
大爆炸理论的核心观点是宇宙起源于约138亿年前的一个“奇点”,即一个密度无限大、体积无限小的点。
在这个奇点中,时间和空间都失去了意义。
某一刻,这个奇点突然发生了剧烈的变化——一场“大爆炸”,宇宙开始以惊人的速度膨胀,从而形成了今天我们所观测到的广袤宇宙。
支持这一理论的证据之一是宇宙背景辐射的发现。
这是一种遍布整个宇宙的微波辐射,被认为是大爆炸发生后留下的余温。
其均匀性和各向同性强烈支持了宇宙有过一个共同起点的观点。
此外,大爆炸理论还得到了星系红移现象的支持。
通过对遥远星系的观察,科学家发现这些星系的光呈现出红移现象,即光波被拉长了。
这表明这些星系正在远离我们,而且距离越远的星系退行速度越快,这与宇宙不断膨胀的描述不谋而合。
尽管大爆炸理论为我们提供了宇宙起源和演化的框架,但它仍留下了许多未解之谜。
例如,关于宇宙大爆炸前的状态以及奇点本身的性质,现代物理理论尚无法给出完整解释。
同时,暗物质和暗能量的存在也提示我们宇宙中的大部分物质和能量形式仍然是未知的。
科学家们正在利用粒子加速器和深空探测等手段,试图揭示宇宙更深层的奥秘。
未来的研究可能会带来新的理论突破,或许能够将大爆炸理论纳入到一个更广泛、更深刻的宇宙理论之中。
宇宙大爆炸理论不仅是对宇宙起源的一种解释,它更是人类智慧的结晶和对未知世界探索的见证。
随着科学的不断发展,我们对这个宇宙的理解将会更加深入,也许有一天,人类能解开宇宙起源的全部秘密。
浅谈宇宙大爆炸理论
![浅谈宇宙大爆炸理论](https://img.taocdn.com/s3/m/014d178aec3a87c24028c455.png)
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。
宇宙大爆炸论文
![宇宙大爆炸论文](https://img.taocdn.com/s3/m/148c955d77232f60ddcca1f4.png)
宇宙大爆炸宇宙大爆炸在上《地球科学概论》选修课之前就曾听说过宇宙大爆炸,觉得很是神秘。
通过观看了纪律片《宇宙大爆炸》以及课后搜集的资料,我对宇宙大爆炸有了更深的认识。
常常有人这样问:“什么是大爆炸?”“宇宙的中心是在哪?”“宇宙是怎样产生的?”下面我将从四方面来诠释宇宙大爆炸。
何处是中心我们在宇宙中处于怎样的位置,宇宙有没有起源,如果有,它是怎样起源的呢?几千年来人类观察宇宙的手段从肉眼发展到望远镜和人造卫星。
视野从太阳系扩展到银河系和河外星系,而对宇宙的认识则经历了蒙昧时期的神话。
三国时期徐整整理的《三五历经》记录了盘古开天辟地的神话。
一千多年前,哥白尼的“日心说”打败了托勒密创立以地球为中心的“地心说”,认为太阳才是宇宙的中心。
可后来的人们却发现,把太阳作为宇宙的中心,同样也有很多问题。
伽利略的发现,牛顿的研究以及开普勒和多普勒的结论,都使人类认识到,太阳也不是宇宙的中心。
这些伟大的科学家们在探寻真理的道路上不断地前进,也为我们一步步揭开了宇宙神秘的面纱。
1609年底,意大利物理学家伽利略用一台放大率三十二倍的望远镜开始观测天体,发现在木星周围有四个暗弱的星体在围绕着它运转,人类第一次发现了有天体围绕不是地球的行星在运行,从此日心说得以确定。
虽然确定了日心说,但有一个问题还没解决:究竟是什么原因维持着这些天体的运动?它是"万有引力"。
一个大质量的物体,才可以把一个较小的物体吸引到自身上来,所以,苹果才会从树上落下来。
也是"万有引力"使得人能够站在移动的地球上。
"万有引力"让宇宙中所有的行星保持运动,宇宙也因此而永恒不变。
1880年前后,哈金斯对太阳光谱中构成谱线的化学元素进行分析,发现太阳和恒星的光谱线中,都有着清晰的氢和氦的特征线。
太阳和恒星主要是由氢和氦构成的。
太阳只不过是一颗普通的恒星。
我们这时应该明白,地球不是宇宙的中心,太阳也同样不是宇宙的中心。
揭秘宇宙起源——大爆炸理论解析
![揭秘宇宙起源——大爆炸理论解析](https://img.taocdn.com/s3/m/ec397b8dc0c708a1284ac850ad02de80d4d806e8.png)
揭秘宇宙起源——大爆炸理论解析自古以来,人类便对浩瀚的宇宙充满了好奇与探索的欲望。
科学家们通过不懈的努力,逐渐揭开了宇宙神秘的面纱,而其中最为人所瞩目的理论之一,便是宇宙大爆炸理论。
这一理论不仅解释了宇宙的起源,也为我们理解宇宙的演化提供了关键线索。
大爆炸理论认为,宇宙起源于约137亿年前的一次“爆炸”,在这次事件中,空间、时间和所有的物质都从一个极点—一个密度无限大、温度无限高的奇点—迅速膨胀而成。
这个奇点是所有宇宙历史的起点,从它开始,宇宙展开了长达百亿年的浩大变迁。
那么,我们如何得知大爆炸的发生呢?科学家依靠的是多种观测手段。
例如,通过对遥远星系的红移现象进行观察,我们可以推断出宇宙正在不断扩张。
这种扩张的现象恰好印证了大爆炸理论中宇宙膨胀的预言。
此外,宇宙微波背景辐射的发现也为大爆炸理论提供了有力支持。
这种来自宇宙各个方向的微波辐射,被认为是大爆炸发生后留下的余温,是目前最广泛接受的大爆炸理论证据之一。
宇宙大爆炸之后的几分钟内,随着宇宙膨胀和冷却,最初的核反应开始发生,产生了氢、氦等轻元素。
这些元素的丰度比例,也与大爆炸核合成模型的预测相吻合。
随后数十亿年,由于重力的作用,物质逐渐聚集形成了第一代的恒星和星系,开启了宇宙结构的复杂演化过程。
尽管大爆炸理论已成为现代宇宙学的核心内容,但仍有许多问题尚待解答。
例如,大爆炸之前的宇宙是怎样的?奇点又是如何形成的?暗物质和暗能量对宇宙的早期发展有何影响?科学家们正在利用粒子加速器、深空探测等高科技手段来寻找答案。
综上所述,宇宙大爆炸理论不仅深刻地改变了我们对宇宙起源的认识,而且推动了现代物理学和天文学的发展。
当然,正如许多科学理论一样,大爆炸理论也在不断地被检验和修正,以期更加接近宇宙的真实面貌。
未来,随着科技的进步和理论的深化,我们有望进一步揭开宇宙最深远的秘密。
宇宙大爆炸理论及其启示
![宇宙大爆炸理论及其启示](https://img.taocdn.com/s3/m/ed78dc8eab00b52acfc789eb172ded630a1c9850.png)
宇宙大爆炸理论及其启示宇宙大爆炸理论,也被称为宇宙起源理论,是一种关于宇宙起源和演化的科学理论。
该理论认为,在宇宙的起源时刻,由于一种巨大的爆炸,整个宇宙开始以极高的温度和密度扩张。
这个理论的提出和发展,为人类认识宇宙的起源和发展提供了很大的启示。
首先,宇宙大爆炸理论启示我们,宇宙的起源并非是一个永恒存在的事物,而是有一个具体的初始时刻。
通过对宇宙膨胀的观测和计算,科学家们认为宇宙起源于距今约138亿年前的一个无限小、无限热、无限密的奇点。
这个奇点的产生标志着宇宙的起源,也给我们展示了宇宙的起点。
这个认识对于人类了解宇宙的形成和演化具有极大的意义。
其次,宇宙大爆炸理论还启示我们,整个宇宙的演化是一个不断扩张的过程。
根据宇宙膨胀的观测数据,科学家们得知,自宇宙大爆炸起,宇宙一直在不断膨胀、扩大。
这种扩张的速度被称为哈勃常数,它表示了宇宙的膨胀速率。
宇宙的扩张不仅仅存在于宇宙的井喷阶段,而是一直延续至今。
这个认知让我们明白,宇宙并不是一个静态的存在,而是在不断变化和演化的过程中。
此外,宇宙大爆炸理论还启示我们,宇宙中的一切物质都源于最初的宇宙大爆炸。
宇宙大爆炸释放出巨大的能量和物质,在此基础上,才有了包括行星、恒星、星系甚至人类在内的一切物质的形成。
这个认识对于理解宇宙中的物质和能量的起源和变化过程具有重要的指导意义。
宇宙大爆炸之后,宇宙中的物质通过引力的作用逐渐聚集形成了包括我们所在的银河系在内的众多星系,进而形成了各种不同种类的天体。
进一步地,宇宙大爆炸理论还启示我们,宇宙的演化是一个不断变化的过程,并且存在着很多未解之谜。
根据该理论,宇宙在最初的几十亿年内经历了快速膨胀、冷却和熵增等多个阶段。
这个过程中,宇宙中的物质和能量的分布、转化和相互作用发生了翻天覆地的变化。
而宇宙的进一步演化,包括黑暗能量、暗物质和引力等现象的存在,也给宇宙学家们留下了许多未解之谜。
这些未解之谜的存在,为我们提供了更多探索宇宙的动力和方向。
宇宙大爆炸理论探究
![宇宙大爆炸理论探究](https://img.taocdn.com/s3/m/bba038402379168884868762caaedd3383c4b582.png)
宇宙大爆炸理论探究自古以来,人类便对浩瀚星空和自身起源充满好奇。
在诸多假说中,宇宙大爆炸理论凭借其较为完备的科学依据及理论支撑,已成为目前学界广泛接受的宇宙起源论。
宇宙大爆炸理论,简而言之,是描述宇宙从极度高温高密度状态开始膨胀扩散的过程。
此理论于20世纪初叶由美国天文学家埃德温·哈勃所观察到的现象——远处星系的红移现象提供观测基础,表明宇宙正在膨胀。
深入这一理论核心,我们不得不提到“奇点”,它是宇宙大爆炸理论中假设的起始点。
在这个奇点之前,所有的物理定律均失效,它包含了宇宙的全部物质和能量,且密度无限大、体积无限小。
某一刻,这个奇点突然膨胀,宇宙由此诞生。
但奇点以及前奇点的具体情况如何,仍是未知数,科学家们正努力寻找统一的量子引力理论以揭示之。
宇宙大爆炸后,经历了原初核合成时期,形成了最轻的几种元素,如氢、氦等。
随着宇宙膨胀,温度逐渐降低,这些元素在恒星内部通过核聚变反应产生了更重的元素,如碳、氧、铁等,这些过程为后续星系、恒星、行星的形成奠定了基础。
尽管宇宙大爆炸理论能够解释许多宇宙学问题,诸如宇宙背景辐射的存在等,但仍有一些关键问题待解。
例如,暗物质和暗能量的本质是什么?宇宙膨胀的速度是加速还是减缓?以及为何大部分宇宙是空的,而物质却恰好聚集成星系和我们这样的观察者?科学家们正在利用粒子加速器、深空探测器等先进设备,尝试解答上述问题。
未来的研究可能会带来新的理论突破,甚至颠覆我们对宇宙起源和发展的认识。
宇宙大爆炸理论不仅是现代物理学的里程碑,也是人类智慧的结晶。
它不仅揭示了宇宙的过去,还指引着我们对未来的探索。
尽管存在未解之谜,这正是科学发展的驱动力所在。
随着科技的进步和理论的完善,我们对于宇宙的认知将会达到新的高度,或许有一天,人类能揭开宇宙最深远的秘密。
宇宙大爆炸理论探究
![宇宙大爆炸理论探究](https://img.taocdn.com/s3/m/9e78225753ea551810a6f524ccbff121dd36c5ee.png)
宇宙大爆炸理论探究在探索宇宙起源的众多理论中,大爆炸理论无疑是最引人入胜且得到广泛认可的一个。
自比利时天文学家乔治·勒梅特首次提出这一概念以来,它经历了近一个世纪的发展与完善,成为了现代宇宙学的核心。
大爆炸理论,简而言之,描述了宇宙从一个极热、极密的奇点开始,通过一次“爆炸”不断扩张至今天所见之广袤无垠的状态。
这一过程不仅仅是物质的飞散,也是空间本身的膨胀。
该理论之所以令人信服,得益于多个独立发现的相互印证。
宇宙背景辐射的发现为大爆炸理论提供了强有力的支持。
1965年,两位美国物理学家意外探测到这种辐射,它是大爆炸发生后遗留下来的热能,几乎均匀地分布在整个宇宙空间。
这一发现被誉为宇宙学的里程碑,因为它为大爆炸理论提供了直接的实验证据。
除了宇宙背景辐射之外,大爆炸理论还得到了星系红移和氢与氦元素丰度比例等观测结果的支持。
从这些星系的光谱中,科学家发现它们正以不同速度远离我们,而且距离越远的星系,其红移现象越明显,这表明宇宙正在膨胀。
此外,大爆炸理论所预测的氢与氦的比例也与天文观测相符,为该理论增添了更多可信度。
尽管大爆炸理论取得了巨大的成功,但它并非无懈可击。
关于大爆炸之前的宇宙状态,以及引发大爆炸的具体机制,目前仍然是一片迷雾。
宇宙奇点以及量子引力的未解之谜,是理论物理学界亟待解决的问题。
近年来,多重宇宙和弦理论等新兴理论对大爆炸理论提出了挑战,试图提供更为根本的宇宙起源解释。
这些理论的出现,不仅没有削弱大爆炸理论的地位,反而激发了对其更深层次理解的探索。
宇宙大爆炸理论作为解释宇宙起源与演化的重要学说,不仅揭示了宇宙从极端炽热到逐渐冷却、从密集到稀疏的动态过程,也为理解宇宙的本质提供了关键线索。
尽管面临着新的挑战和未知领域,大爆炸理论依然是宇宙学研究中的基石,引领着科学家们不断深入探索宇宙的奥秘。
随着科技的进步和理论的发展,我们对宇宙起源的认识将会达到新的高度。
宇宙大爆炸浅谈
![宇宙大爆炸浅谈](https://img.taocdn.com/s3/m/6a26a416a76e58fafab003e3.png)
宇宙大爆炸浅谈冯杰在宇宙大爆炸之前,有一个很小很小的点,这个点的能量却是超乎想象的大,但同时能量又是0。
这似乎听起来很是矛盾,其实一点也不矛盾。
这里的能量有正有负,能量巨大是因为其绝对值巨大,能量为0或暂时的不确定很小,是因为代数和的缘故。
产生大爆炸,我的一种猜想是:在宇宙初期是什么样,我无法谈,但宇宙大爆炸之前,它的正负能量不断剧增,不要误会,它仍然满足能量守恒定律,因为它的正负能量之和仍不变,然而其绝对值却在暴增。
而这些能量束缚在一个点内,这个点是宇宙爆炸并膨胀的最初状态。
麻省理工学院的科学家阿伦。
固斯提出,早期宇宙可能经历一个非常快速膨胀的时期。
这种膨胀叫做“暴胀”,按照固斯理论,在远远小于1秒的时间里,宇宙的半径增大了100万亿亿亿(一的后面30个0)倍。
按我计算:由爱因斯坦的,光是最快的,若以现在的光速3×10∧8M/S来计算这个初始态的大小。
没有任何物质可以比光还快,即宇宙膨胀的速度仍然要小于光速300000000M/S,设该态的大小为X,列大致方程 10∧30 X-X﹤3×10∧8 ×1 M,解答X≈3×10∧-22 M,如此之小,比一个夸克还小4个数量级。
要在如此之小的点内不断增加能量而不使该点爆炸即发生大爆炸,是不可能的。
当能量增加到一定程度时,该点的束缚就被超高的能量给打破,就好比是吹一个气球,不断地吹气进去,当气球内的压力大于气球的弹力束缚时,就爆了。
在宇宙大爆炸后的1秒内,宇宙超快速膨胀,这些正负能量也随之超快速膨胀,这些能量在膨胀过程中束缚作用变小了,甚至消失了,正负能量开始变化,但能量的总量不变,就是原来爆炸时那么多,正能量转变成物质(正能量的多少始终没改变,就是物质所具有的动能势能等所能有的能量),而负能量则转化成电磁场,引力场(即可以储存能量的场)。
而正负能量并没有完全转化完,仍以能量的形式存在于宇宙中,而我们无法观测,好比是暗能量。
宇宙大爆炸理论简析
![宇宙大爆炸理论简析](https://img.taocdn.com/s3/m/0c3e6814492fb4daa58da0116c175f0e7cd119cd.png)
宇宙大爆炸理论简析宇宙大爆炸理论是现代宇宙学中最受欢迎和被接受的理论之一。
它解释了宇宙的起源、演化和构成,并有很多实验证据支持。
本文将对这一理论进行简单的分析和解释。
一、理论假设宇宙大爆炸理论假设宇宙的起源是由一个密度极高、温度极高的点爆炸而成。
这个爆炸将宇宙从一个极度小的空间中突然扩展,形成了我们现在所看到的宇宙。
这个爆炸发生在约138亿年前,也被称为宇宙诞生之时。
二、宇宙诞生之时宇宙诞生之时,宇宙里没有任何星球、星系和行星,只有无尽的空间和物质。
从爆炸的一瞬间开始,宇宙就开始不断地扩张,而且这种扩张的速度越来越快,这就是我们所说的宇宙膨胀。
在宇宙膨胀的过程中,温度逐渐下降,而密度却在不断增加。
最开始的时候,宇宙里只有一些基本粒子,例如电子、质子和中子等。
这些粒子不断地互相碰撞,形成了原子核和电子云,从而形成了氢和氦等元素。
随着时间的推移,这些元素不断地形成更加复杂的物质。
三、宇宙演化和构成在宇宙演化的过程中,宇宙逐渐形成了星系和星云,这些星系和星云又不断地形成了星球和行星等天体。
在这些天体上,各种不同形式的生命开始了它们的演化。
这些生命逐渐演化成了地球上所看到的各种不同的生物,包括人类在内。
目前,宇宙中大约有10的23次方颗星球,其中有一部分类地行星,这些星球上的生命也许与我们所知的生命不同,但它们都有在自己的星球上生存和发展的方法。
总结一下,宇宙大爆炸理论在现代宇宙学中扮演着非常重要的角色。
这一理论通过实验证据得到了证实,并且已经成为了我们了解宇宙的基础。
理论的关键性质就在于它能够解释宇宙的起源、演化和构成。
虽然还有很多问题有待解决,但是它肯定是我们了解宇宙的不可或缺的工具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
行政管理系
浅谈宇宙大爆炸
“大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语,如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。
遗憾的是,由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质,对于大爆炸,往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论,结果使得公众越发感到科学神秘莫测,甚至引发一些对科学的误解。
浅谈宇宙大爆炸
摘要:“大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语,如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。
遗憾的是,由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质,对于大爆炸,往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论,结果使得公众越发感到科学神秘莫测,甚至引发一些对科学的误解。
关键词:宇宙大爆炸起源证据影响
从盘古开天辟地的传说,到亚里士多德和托勒密的地心说和哥白尼的日心说,再到今天迅速流行开来的宇宙大爆炸理论,人们对宇宙起源的探索从来就没有停止过。
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。
所谓宇宙大爆炸,就是高温,高密度火球不断膨胀,从热到冷,从密到稀的物质形成过程。
大爆炸后。
温度迅速降低,当降到10亿度左右时,有的中子发生衰变,有的与质子结合形成重氢、氦等元素。
这时的宇宙能量,多半来自光线。
所谓光线,也仅仅止于r射线和x射线而已。
氢与氦等物质则溶解在宇宙的光海之中。
温度进一步降低时,中子、质子、电子、中微子等基本粒子合成其它元素。
当降到100万度时,早期形成化学元素的过程结束。
物质的能量密度逐渐超越光线的能量密度,取得了宇宙进化的领导权。
当温度进一步降到几千度时,气态物质逐渐凝聚成气云,继而形成各种恒星体系。
二、宇宙大爆炸的证据
2003年2月12日,美国宇航局公布了探测器拍到的宇宙“婴儿期照片”,为宇宙大爆炸理论提供了新的依据。
根据这张照片.科学家还精确地测量出了宇宙的实际年龄是137亿年。
图片中的微波光线来自宇宙大爆炸后的38万年,大约是在130多亿年前。
美国宇航局的科学家说,这张照片中可以观测到的辐射是一种电磁波,它充满了整个宇宙。
电磁波里包含的微观模型信息,显示了形成星系以及我们周围一切结构的萌芽的特征。
这次公开的宇宙“婴儿期照片”清晰地显示了这个遗迹的存在,有力地支持了宇宙大爆炸理论。
另外,图片还显示.宇宙中最早的恒星诞生于宇宙大爆炸发生的2亿年后,比许多科学家认为的要早得多。
宇宙起初是由不断相互影响的粒子和射线所构成的一团炽热且无定形的云状物组成的:大爆炸后又过了40万年,宇宙膨胀和冷却到一定程度时,电子和质子结合成中性原子,它们再
与周围的射线相互影响。
芝加哥大学研究小组的天体物理学家克莱姆·营克说:“那时,宇宙是可穿透的。
”原始的宇宙射线自由分解,开始了宇宙旅行,产生了被称为宇宙微波背景的白热光早期宇宙中的大规模物质流动使得最后一团分散的射线极化,产生倾向于直线排列的光波。
那些射线现在叫做微波,它们还是会在天空某处显示出直线痕迹。
大爆炸后的微弱电磁场是有规律可循的。
不像人们想象中的那样杂乱无章。
这就证实了理论学家所预测的那样:在宇宙出生后的40万年。
宇宙的温度开始下降,并在宇宙中心产生原子。
除了以上最新的证据显示之外,比较传统的证据如下:a)哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。
仍然是说明宇宙的运动和膨胀。
V=HXD,其中,V(Km/sec)是远离速度;H(Km/sec/Mpc)是哈勃常数,为50;D(Mpc)是星系距离。
1Mpc=3.26百万光年。
b)氢与氦的丰存度由模型预测出氢占25%,氦占75%,已经由试验证实。
c)微量元素的丰存度对这些微量元素。
在模型中所推测的丰存度与实测的相同。
d)背景辐射的微量不均匀证明宇宙最初的状态并不均匀,所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生。
时至今日.对于了解整个早期的宇宙来讲,现在发现的证据还只是万里长征的开始。
在星系的起源和各向同性分布等方面,大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。
这就需要我们站在巨人的肩膀上勇于开拓,去探索更多的未解之谜了。
三、宇宙大爆炸的影响
宇宙“大爆炸”后为何宇宙间充斥着物质而不是反物质,而且人类为什么会存在呢?爱因斯坦相对论和量子物理的基本理论指出,在大约150亿年前宇宙“大爆炸”后的几纳秒内,同时产生了等量的物质和反物质。
随着时间的推移,宇宙中各种粒子和其反粒子可能相遇,正反粒子碰撞后就发生湮灭,释放出光子。
如果真是这样的话,今天的宇宙空间里就应该只剩下电磁辐射,我们都不应该存在于这个世界上,甚至恒星和银河系也不会存在。
但显然,我们周围存在着由物质构成的宇宙,物质占有绝对的优势,而反物质只是偶然现象的结果,而且
它只存在极短的时间。
几十年来,物理学家一直试图解开这个谜团。
8 年来,美国费米国家实验室Dzero项目组科学家收集了从该实验室的Tevatron加速器中得到的数以万亿计的质子和反质子的碰撞数据,结果发现,在短短的1 秒钟内,碰撞产生的中性B介子会在其正常的物质状态和反物质状态之间来回“摇摆”几万亿次,并且,B 介子似乎能够更快地从其反物质状态转变到物质状态,而不是相反,最终使得在B 介子衰变到μ介子时,物质比反物质多1%。
新的研究结论虽然“令人兴奋”,但还要等到科学家直接观察到一直非常神秘的B 介子的行为,结合这个实验中的结论才足以解开“我们为何存在”这个谜题。
有科学家表示,最有可能的解释是,也许存在着一些标准模型没有预测到的新粒子或者粒子之间的新关系,大型强子对撞机(LHC)或许可以给我们提供一些答案。
幸亏有了这1%的不对称,否则我们的宇宙也许就是另一番虚无的景象。
早在1967 年,前苏联物理学家、也就是人们熟知的那位持不同政见者安德列·萨哈罗夫就提出,电荷宇称破缺导致宇宙大爆炸后物质多于反物质。
反物质在与物质的拼斗中很可能略逊一筹,而不像影片《星际旅行》吹嘘的那样强大。
费米实验室的最新证据更表明,迄今代表主流学术见解的宇宙标准模型即便正确,也很不完整,还有一些非常重要的东西等待我们去发现。
参考文献
[1]巨尤.白说“宇宙大爆炸”[J].太空探索,2001,(3):26-29.
[2]丁凡.为所有很想了解宇宙大爆炸的人们[J].国外科技动态,1994,(7):15-16,41.
[3]张晓岩.宇宙大爆炸[J].DISCOVER,2003,(4):8-15.
[4]许弟余,焦善庆,龚自正,朱永金.宇宙大爆炸及宇宙演化[J].云南大学学报 (自然科学版),2008,30(6):579~582.
[5]李长民.宇宙大爆炸引发的争论[J].前寒武纪研究进展,2002,25(3):26-29.。