簡單通俗解釋:大爆炸及宇宙的誕生

2020-12-22 量子認知

大爆炸,英語:Big Bang,是描述宇宙的誕生與演化的宇宙學模型,這一模型得到了當今科學研究和科學觀測的最為廣泛與最為精確的支持。

我們許多人會感到奇怪與不解,如此強烈非凡的爆炸將摧毀一切,怎麼結果就成為了我們宇宙的開始呢?

首先需要解釋的是,我們許多人聽到「大爆炸」的名字,然後想到的是爆炸的東西,例如炸彈爆炸之類。但是,這裡所說的「大爆炸」並不是我們通常想像與所說的摧毀東西的爆炸。

許多人一定仍然不解,既然此「爆炸」非彼爆炸,何必要用「爆炸」二字來形容宇宙的誕生呢?這是一個有趣的問題。所以,我們還得從我們通常所想像的爆炸的概念開始說起。

為此,你需要想像你所能想像到的大大的大爆炸,可能現在你所能想像到的、世界上最大的大爆炸,應該是原子彈大爆炸吧?

假設你是處在這個原子彈大爆炸的大爆炸源——鈾和鈈等重原子核瞬間可以發生核裂變而引發的大爆炸源。你會發現什麼?這個爆炸源會變得越來越大。隨著時間的推移,甚至更大!變成巨大的蘑菇雲會在朝著你所看到的所有方向擴展。

這個蘑菇雲及其核輻射會隨著時間越來越大、越來越遠。在這個蘑菇雲及其核輻射大範圍邊上的科學家,可以探測出在過去的某一時刻,這個蘑菇雲及其核輻射範圍一定越來越小,在一開始的某個時刻,它是如此之小,以至於無限地小到你所在觀察的核裂變的原子核。

類似於原子彈重原子核處所觀察到的原子彈大爆炸,重原子核的爆炸源是如此之小,然後擴展,越來越大,直到決定對這場爆炸的性質進行觀察為止,宇宙中所有的東西,包括組成你、我和其他所有物體的微粒子,開始非常地接近,然後隨著時間的流逝而傳播得更遠。我們的宇宙也是以類似相同的方式運作。

天文學家們在觀察遙遠的星系時,他們看到這些星系都在擴張移動,並且一直在擴展。所以按此推算,我們的宇宙開始時應該很小。實際上,科學家現在知道,不僅宇宙在膨脹,而且膨脹的速度也在增加。這種神秘的效應是由物理學家稱之為暗能量的東西引起的,但是對暗能量目前我們所知甚少。

天文學家還觀察到了一種稱為宇宙微波背景輻射的東西。這是一種存在於整個太空中的非常低非常低的能量。從對這些非常低的輻射能量測量中我們知道,我們的宇宙已有138億年的歷史,比人類的歷史要古老得多,比地球的歷史古老三倍。

所以,天文學家們一直追溯、追溯、……,追溯到了我們宇宙誕生之時的起始事件,稱之為大爆炸。這是我們宇宙的開始,是空間和時間的開始。它使宇宙誕生,然後宇宙非常迅速地擴展,然後宇宙越來越大、越來越大、……。

這種大爆炸及其膨脹不同於我們通常所說的爆炸,通常所說的爆炸可能是由化學反應或大衝擊等引起,這些爆炸導致能量從一個地方轉到另一個地方或很多地方。然而,宇宙誕生之時的大爆炸期間,空間在擴張,能量隨著空間的擴展而劇烈地向各處移動,隨著時間的流逝,能量會隨著時間的流逝而越來越分散。這個「大爆炸」就像一切的開始,是空間與時間的開始,是宇宙誕生及變大的開始。

所以,需要認知的是,在此大爆炸「之前」,沒有空間,也沒有時間。回到類比的原子彈大爆炸,你可以計算爆炸開始前與開始時的時鐘上的時間,但是對於宇宙誕生之時的大爆炸開始前的時間,沒有時鐘運行。不是說那個時候不可能存在時鐘,而是說那個時候根本就不存在存放時鐘的空間與用於時鐘測量的時間。

所以在宇宙誕生之時的大爆炸這種情況下說「之前」時可得要小心,因為在大爆炸之前不存在有時間。據天文學家、宇宙學家們所知,大爆炸是時空的開始。感到困惑,是吧?可是如果深鑽下去,你會不得不承認這一點。

最後,許多人也許還會問,那又是什麼導致了大爆炸呢?天文學家、宇宙學家們不確定是什麼導致了大爆炸,他們只看觀察,可以看到宇宙是如何開始的,知道它開始很小,然後越來越大,知道它始於138億年前。

大爆炸「之前」又是如何?又是什麼導致了宇宙誕生的大爆炸?這是任何人都可以問、都想問的最深沉的問題之一。

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  • 宇宙是怎樣誕生的?
    千百年來,人類一直在探索宇宙的起源。今天,雖然科學技術已經取得了重大的進步,但關於宇宙的成因仍處於假說階段。到目前為止,「宇宙大爆炸」理論是流傳最廣、並被許多科學家普遍接受的關於宇宙誕生的假說。後來,原始火球發生了大爆炸,組成了火球的物質飛散到四面八方。在爆炸發生兩秒鐘後,質子和中子產生,大約1萬年後。產生了氫原子和氦原子。在這1萬年的時間裡,散落在空間的物質開始了局面的結合,星雲和恆星就是由這些物質凝聚而形成的。在星雲的發展過程中,大部分物質凝聚成了星體,另外一部分物質成了星際介質。 雖然大爆炸理論得到了很多科學家的認可,然而,大爆炸之前的宇宙是什麼樣子的?為什麼會發生大爆炸?
  • 宇宙大爆炸是什麼?宇宙大爆炸是怎麼發現的?
    最合理的解釋就是宇宙曾經發生過大爆炸,1948年的4月加莫夫與天體物理學家阿爾弗貝特共同撰寫了一篇關於宇宙起源的文章,文章說,在2000億年前,我們的宇宙的空間極其的微小,其中所有的物質都緊緊地擠在宇宙蛋或者是原始火球內,其溫度高達10^12次方攝氏度。
  • 宇宙大爆炸以後,宇宙是如何一步步演化到現在的?
    我們的宇宙大概誕生於138億年前,從一個緻密無限熱的奇點處發生大爆炸,爆炸的一瞬間,時間與空間誕生了。最初的高溫也隨著宇宙的膨脹慢慢的變低了,這138億年來我們的宇宙進行了一個從熱到冷的演化過程。這個年齡通過與目前的宇宙大爆炸理論結合後,科學家便推測除出了宇宙誕生之初發生的事,也就是知道了宇宙是如何一步步形成我們現在看到的樣子的。
  • 「大爆炸之前」的宇宙什麼樣?
    這個理論認為,我們今天所觀察到並存在於其中的宇宙,是從更熱、更緻密且更均勻的過去演化而來的。在最初提出時,大爆炸假說是作為一種嚴肅的替代理論,對宇宙膨脹的一些主流解釋加以補充;但在20世紀60年代中期,隨著「原始火球」殘餘——如今所知的宇宙微波背景——的發現,該假說基本被證實了。在大爆炸的極早期,一切宇宙物質都壓縮在一個熱而緻密的「原始火球」中。
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    天文學家是從宇宙膨脹的現象反推出宇宙誕生於一次大爆炸的,勒梅特在上世紀根據愛因斯坦的廣義相對論引力場公式計算出了宇宙會處在動態膨脹中,而哈勃的觀測則證明這一點,因此最早期宇宙大爆炸論被勒梅特提了出來。後來伽莫夫根據大爆炸理提出了太初合成理論和他的同事拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼則提出了大爆炸的餘暉宇宙微波背景輻射的預言!當然大家都知道了,隨著射電望遠鏡的發展,太初合成理論和微波背景輻射都得到了驗證,所以大爆炸理論開始被普遍就接受。宇宙是怎麼誕生的?
  • 科普文章:宇宙大爆炸理論的對與錯
    在說說宇宙黑洞學說:現在的人們認為,宇宙竟然是一個大黑洞。雖然這個理論難以想像,但卻是目前最科學最合理的解釋了,因為現有的天文觀測和宇宙理論都在指向一個結論,即宇宙是一個大黑洞。說到宇宙的起源,最早提出宇宙起源問題是在二十世紀,那個時候科學家已經利用大爆炸模型成功地解決了這個問題,科學家普遍解釋為,宇宙最初是一個奇點,這個奇點的溫度和密度都是無限大的。時間的推移,宇宙變得越來越熱,也越來越緊密,當達到一定的程度就會發生大爆炸。
  • 是什麼引發了宇宙大爆炸?
    簡單的來說就是,我們不知道大爆炸的起源是什麼,這是一個大秘密。大爆炸是關於宇宙歷史的一個觀點,是關於空間、時間、物質和能量的歷史。至今為止,宇宙存在了大約138億年,用望遠鏡觀察到的結果顯示宇宙在138億年前並不是像現在這樣廣闊,而是非常小的。望遠鏡觀察結果顯示,在大爆炸的最初一瞬間,宇宙擴散的似乎非常快,而後擴散速度慢慢減緩。
  • 宇宙誕生之謎令人困惑,總結幾種主流宇宙誕生學說,你知道幾個?
    宇宙是人類的誕生之地,隨著人類文明的不斷前進,人們已經開始對宇宙的誕生產生了越來越濃厚的興趣,這不僅僅是好奇心的驅使,更是人類未來生存延續的一個關鍵點。因為我們的宇宙,能夠穩定多久,是不是永遠會保持下去,這一切都需要先搞清楚宇宙的誕生,只有這樣我們才能知道宇宙的現在和未來。
  • 宇宙大爆炸開始那個「爆發點」在哪裡,那裡是宇宙中心嗎?
    很多人一直對宇宙大爆炸是怎麼炸的鬧不明白,總想找到宇宙起爆的那個點。宇宙大爆炸理論還是個正在不斷深究完善的理論,而且時空在奇點消失,更無法追溯到奇點之前,所以誰也說不太明白。但我們可以依據現有理論,試著討論一下。不要把宇宙大爆炸想像成一個爆竹那樣的炸開來。
  • 宇宙在發生大爆炸之前存在什麼?
    在大約137億年前,我們很難想像整個宇宙整個宇宙作為奇點。大爆炸理論是試圖解釋宇宙形成主要理論之一,宇宙中的所有物質——所有空間本身——都以小於亞原子粒子的形式存在。一旦想到了這一點,就會出現一個更加困難的問題:在發生大爆炸之前存在什麼?大爆炸前存在什麼?
  • 宇宙大爆炸之前,是另一個宇宙,這是M理論的終極魅力
    那麼從數學上來講,我們的宇宙就絕對不是唯一的。由於這些膜會在更高的第十個維度上運動,那如果我們的宇宙所在的這張膜附近剛好有另外的一張膜在運動,最終兩張膜碰到了一起,那麼會發生什麼呢? 當膜碰撞時,膜的動能將轉化為熱能,在膜上傳導。所以後果可不是穿越到平行宇宙這麼簡單!而是會產生巨大的能量,大到足以毀滅膜宇宙中任何組織結構。沒錯,這就是對宇宙大爆炸起源的一種解釋!
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