上一篇提到愛因斯坦因為「宇宙常數」而「甘拜下風」,那麼「宇宙常數」是怎麼提出的呢?
時間回到1917年,愛因斯坦焦慮了,在他深入研究廣義相對論的方程式後,發現宇宙不可能是一個「靜態」宇宙,要麼收縮,要麼膨脹,沒有固定的大小、無論怎麼樣,愛因斯坦都無法接受自己親手算出的結果。於是愛因斯坦在方程式中添加了一個常數,終於有了這個常數,宇宙達到了「靜態」,不收縮,也不膨脹。愛因斯坦覺得這是人為添加的常量,覺得不太踏實。
終於,10後哈勃的發現宇宙正在膨脹,這也使得愛因斯坦宇宙「靜態」理論是錯誤的,那個用來抵消宇宙膨脹的常數就多餘了,愛因斯坦也覺得自己錯了。
那麼,宇宙會不會一直膨脹下去呢?宇宙為什麼會膨脹了?宇宙膨脹的速度有沒有變化呢?宇宙又是怎麼產生的呢?
哈勃的發現讓愛因斯坦甘拜下風,而令另外一個人興奮不已,他就是比利時的勒梅特,宇宙大爆炸理論提出者。原始的理論後經過伽莫夫修改過的宇宙宇宙大爆炸理論在宇宙論中站主導地位。
首先,宇宙大爆炸理論最開始有一個有趣的小插曲。1931年,勒梅特在《自然》雜誌上發表了自己關於宇宙起源猜想,在很久以前,整個宇宙是一個密度無限大、無限熾熱的原子,某一個契機,空間和時間在這裡面誕生,原子迅速膨脹,物質開始出現。而另外一個美國天文學家霍伊爾,秉著一貫傲嬌的態度,瞧不起勒梅特的理論,還調侃說:「不就是『Big Bang』嗎,『嘭』宇宙就誕生了,多麼滑稽。」而人們覺得這個Big Bang,很和勒梅特的猜想很想,也簡單好記,就成了宣傳勒梅特理論的武器,宇宙大爆炸一詞就這樣產生了。
宇宙大爆炸理論經過伽莫夫進一步的完善和修改之後,形成現在廣而流傳的宇宙大爆炸。宇宙在137億年以前是一個熾熱緻密的奇點,在一個契機到來時刻,奇點發生了大爆炸,隨著宇宙不斷的擴大,溫度和密度都有所下降,隨著溫度的下降,慢慢的形成了氣體,氣體冷卻凝聚成星雲,星雲進一步凝聚形成各種各樣的恆星和星系,最後形成現在我們所見的宇宙。
這就是宇宙大爆炸理論,但是這些都只是根據所知道的知識猜測出來了,沒有理論依據。
1964年,兩個幸運的美國人,31歲的彭齊亞斯和29歲的威爾遜,他們既不是物理學家也不是天文學家,只是實驗室的兩個工程師。他們在建造完成第一座射電望遠鏡後測試,發現有一個噪音,而且經過了所有零部件的重裝,還是消除不了,長達一年的消除噪音戰以失敗而告終後,求教普林頓大學天文學家、物理學家的羅伯特迪克教授,教授告訴他們這就是世界上都在苦苦尋找的宇宙微波背景輻射。而宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸理論最關鍵的證據,也讓這兩位幸運的工程師獲得了1978年諾貝爾物理學獎。哈哈。
這個發現讓宇宙大爆炸理論成為宇宙產生的主要理論。
宇宙大爆炸最終形成我們現在的宇宙,而現在的宇宙還在膨脹中。由於萬有引力的存在,宇宙的膨脹速度在慢慢減小,到一個零界點之後,宇宙再開始收縮,就像我們豎直往上拋物體的時候,向上慢慢地減速,到一個臨界值之後,又加速下落。這是以前主流觀點。為了計算這個減速度,科學家們通過大量的觀察和計算,發現宇宙居然沒有減速膨脹,而且還在加速,這一發現讓所有的科學家產生了幾個問題?
1、膨脹加速度是多少呢?加速度會不會變化?
2、膨脹對地球的影響有哪些?地球還能存在多久?
現在科學家們觀察的膨脹加速度是74千米每秒,而且這個速度還沒有最終敲定。通過觀察,地球也漸漸在遠離太陽,隨著太陽系跟著宇宙膨脹,地球溫度將會逐漸降低,慢慢的成為一顆沉積的星球。地球能存在多久誰都不知道,因為如果讓地球「自由自在的」,恐怕可以堅持到宇宙最後的那一刻,但是太陽是一個變數,還有彗星。
宇宙在加速膨脹,那宇宙的結局話怎麼樣呢?現在主流的思想有三個,向內收縮擠壓崩潰,或者無限地膨脹,密度無限地稀釋,和大撕裂,所有了結論都是宇宙被毀滅,只不過毀滅的方式不同。
如果按照宇宙大爆炸理論來說,奇點爆炸之前,前宇宙是什麼呢,一片漆黑?
宇宙毀滅之後,黑洞理論可以說宇宙是一個毀滅與再生的過程。而其他的呢?