宇宙大爆炸的理論是怎麼來的?

2020-04-24 菜葉解惑

現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點是認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裡,宇宙體系在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化,如同一次規模巨大的爆炸。

宇宙大爆炸的理論是怎麼來的?

該理論的創始人之一是伽莫夫。1946年美國物理學家伽莫夫正式提出大爆炸理論,認為宇宙由大約140億年前發生的一次大爆炸形成。上世紀末,對超新星的觀測顯示,宇宙正在加速膨脹。

20世紀20年代末,美國天文學家哈勃發現宇宙中幾乎所有星系都存在著紅移的現象,並且紅移值與距離呈現正相關。

宇宙大爆炸的理論是怎麼來的?

這表明幾乎每個星系都正在遠離地球,而且遠離速度和距離成正比,這種關係後來被稱作哈勃定律。根據哈勃定律,宇宙的大小並非固定的,而是正在變大,整個宇宙空間都在均勻地膨脹。

由於空間正在膨脹,宇宙變得越來越大,這就意味著曾經的宇宙比現在要小,並且時間回到過去越早,宇宙越小。直到某個時刻,大約在138億年前,整個宇宙中的物質和能量全部聚集在一個點之中,這個點被稱為奇點。

宇宙大爆炸的理論是怎麼來的?

宇宙從這個奇點中誕生,早期的宇宙溫度極高,隨著空間的持續膨脹,宇宙慢慢冷卻下來。

一個膨脹的宇宙並不僅僅意味著物體之間的距離隨著時間遠離,這也意味著隨著宇宙膨脹光的波長也會變長。

宇宙大爆炸的理論是怎麼來的?

由于波長決定能量(波長越短能量越高),這意味著宇宙逐漸變冷,而過去一切都更熱。而如果足夠久遠,就有可能足夠熱、甚至都不能形成中性原子。

如果這些想像是正確的,我們現在應該可以看到當初殘餘的輻射。1964年阿諾·彭齊亞斯和鮑勃·威爾遜發現的這個宇宙微波輻射背景的發現,確認了宇宙大爆炸的存在。

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  • 宇宙大爆炸理論靠譜嗎?
    沒有造物主,宇宙大爆炸怎麼可能發生?  在你提出沒有造物主,宇宙大爆炸(宇宙從最初的高溫和大密度狀態急速膨脹)是如何發生的這個問題之前,你必須先解釋「純精神」狀態的造物主是如何存在於空間和時間之外的。
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    沒有造物主,宇宙大爆炸怎麼可能發生?在你提出沒有造物主,宇宙大爆炸(宇宙從最初的高溫和大密度狀態急速膨脹)是如何發生的這個問題之前,你必須先解釋「純精神」狀態的造物主是如何存在於空間和時間之外的。到底是什麼導致了大爆炸,唯一誠實的答案是:我們不知道。如果你想要提供一些實際的證據以證明你從出生就被灌輸信仰的那個特定的「造物主」確實存在(或者說可能存在),請隨意。接著我們來討論這個「造物主」是否要為大爆炸負責,但在那之前,談論造物主是沒有意義的。
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    「除了名字以外,大爆炸理論並不是一個真正的爆炸理論,它實際上只是一個關於爆炸結果的理論。」——阿蘭·古斯每當我們談論宇宙起源的時候,都會提到大爆炸理論,這個理論的名字從字面上就給了我們一種宇宙從一點爆炸並誕生的感覺,其實並不是這樣的,在這個理論中沒有「奇點」,也沒有任何東西爆炸,這個理論說的是一個宇宙的狀態,這個狀態在過去溫度更高、密度更大、膨脹速度更快。
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    如果沒有宇宙,人類也就不會出現,那宇宙又是怎麼出現的?可能你會說,宇宙的前身是一個「奇點」,它的主要特點是體積無限小、溫度無限大、密度無限大和時空曲率無限大,奇點在一次大爆炸之後,逐漸膨脹成了如今的宇宙,物質也從稀疏變得稠密。這就是宇宙大爆炸理論,是科學界非常有影響力的一種宇宙起源假說。
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    關於宇宙的誕生,科學界普遍認為是源於一場大爆炸,那麼大爆炸理論可能是錯誤的嗎?說起來,還是很值得懷疑。我們收集了大量的數據。我們知道在宇宙早期(非常非常早)就發生了快速的膨脹。關於宇宙是否在大爆炸之前以某種形式存在,宇宙膨脹是否發生在更大範圍的事物上,存在著一些爭論。但是一旦膨脹發生在我們所稱的宇宙中,它就切斷了我們探索在那之前發生的事情的能力。自從我們注意到宇宙正在膨脹以來,大爆炸的觀點在90年左右的時間裡一次又一次地受到挑戰。
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