是什麼引發了宇宙大爆炸?

2021-01-10 天文在線

這是我最常聽到的兩個問題中的一個,這兩個問題都是很好的問題!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。在隨後的幾十萬年,最簡單的原子,氫原子形成了,而後逐漸的氫原子形成了恆星和各類星系。

數十億年後,恆星內部的原子形成了地球(和我們人類),我們身體裡的每一個原子都比在這138億年中的某一個時間點形成的氫原子更複雜。在恆星和星系形成的這個時間段內,宇宙也在持續膨脹。事實上,觀測結果表明宇宙的膨脹速度是越來越快了。

大爆炸理論與目前所有的觀測結果均一致。所以科學家們相信,大爆炸理論可以很好的描述宇宙歷史。

然而,大爆炸理論也不是完美的。我們不知道宇宙為什麼在最初的一瞬間膨脹的非常快,而後卻慢了下來。我們也不知道為什麼宇宙現在的膨脹速度又加快了。我們不知道為什麼有那麼一些力量在控制著宇宙,我們不知道大爆炸的起源是什麼!

超級望遠鏡,像默奇森廣角陣列望遠鏡,它的觀測結果可以幫助我們更好的理解宇宙是怎樣演化發展的。

大爆炸理論的形成經歷了幾百年,進一步的完善大爆炸理論或者找到一個比它更好的理論也許還要花很長的時間。科學家們對大爆炸的起源眾說紛紜。但是這些觀點必須和我們對宇宙的觀察結果相一致。

對於任何一個想要弄清楚大爆炸起源是什麼的人來說,未來是令人興奮的。我們現在擁有的先進科技意味著我們可以建造一種機器,撞擊聚集在一起的微小粒子(比原子更小的粒子)來展示大爆炸之後發生了什麼。我們可以建造更強大的新型望遠鏡從許多細節方面去觀測宇宙中的恆星和各個星系。我們可以使用這些先進的機器和望遠鏡去驗證關於大爆炸的理論,知道哪些是正確的,哪些是錯誤的。

有時,一個新的理論需要很多年才能形成。有時,一個新的觀點會很快進入人們的視野。發現一個宇宙新觀點是一件非常令人興奮的事,解決宇宙的各類疑難問題還需要許多能人志士的加入。

相關知識

對於當前觀測到的宇宙,大爆炸理論是其主流的宇宙學模型,這一理論適用於最早所知道的宇宙到隨後大規模演化發展的宇宙。該模型描述了當前宇宙是如何從高密度高溫度狀態下膨脹而來,並且給出了各種現象的全面解釋,包括輕元素的多樣性,宇宙波背景(CMB),大尺度結構和哈勃定律(距離我們越遠的星系,逃離我們的速度越大),如果使用已知的物理定律將觀測的時間往回推,則會預測到在高密度狀態之前有一個與大爆炸關聯的奇點。

物理學家們還未確定宇宙是否是從一個奇點開始,當前的知識理論還不足以描述那時的宇宙。對於宇宙膨脹速率的詳細觀測確定大爆炸發生在大約138億年前,138億年因此被認定為宇宙的年齡。在最初的爆炸膨脹後,宇宙充分冷卻形成了亞原子粒子,再之後形成了簡單的原子。

這些元素(主要是氫元素,還有一些氦元素和鋰元素)的雲團在引力作用下凝聚在一起,形成了早期的恆星和星系。這些恆星和星系的後代在今天仍可以見到。天文學家們也觀測了星系周圍暗物質的引力效應。雖然宇宙中的大部分質量似乎是以暗物質的形式存在,但是大爆炸理論和各種觀測似乎表明暗物質不是由傳統的重子物質(質子,中子和電子)構成,目前暗物質由什麼構成還沒有明確定論。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. theconversation

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