宇宙大爆炸——一個無比光輝的時刻

2020-10-03 百科探秘

1、宇宙大爆炸理論的由來

1927年，宇宙學家勒梅特提出了宇宙大爆炸理論：宇宙開始於一個小小的原始「超原子」的災變性的爆炸。1929年，天文學家哈勃提出哈勃定律，並推導出宇宙是在不斷膨脹的。1946年，物理學家伽莫夫提出過一個宇宙模型，他認為宇宙起源於爆炸，而作為大爆炸的遺蹟，宇宙中可能存在著一種電磁輻射。

1964年，阿諾·彭齊阿斯發現，無論把天線指向何方，總能收到特定的噪聲。這種波長為7.35釐米的微波來自於宇宙空間，是宇宙空間存在的輻射背景。宇宙背景輻射為宇宙大爆炸理論提供了有力的證據，該發現成為60年代世界天文學的「四大發現」之一。阿諾·彭齊阿斯因此而榮獲了諾貝爾物理學獎。

宇宙大爆炸理論的另一個支持是人們發現我們的系外星系正在離我們而去。根據「都卜勒頻移」原理，如果我們觀察移動中光源的話，當光源向我們靠近時會看到它有點發藍，而當光源遠離我們時則會發紅。科學家們發現外空間也發生中同樣的情況，所有外星系都在發紅，它們正在離我們而去。宇宙膨脹會發生電磁波紅移，膨脹越大紅移距離越大。科學家推測138.2億年前，一個密度極大溫度極高的奇點發生了爆炸產生了現在的宇宙。

目前宇宙大爆炸理論是最具有影響力的宇宙起源學說！

2、宇宙大爆炸之前發生了什麼？

有科學家認為，宇宙在大爆炸之前就存在了。大爆炸之前的宇宙在不斷收縮，直到某種原因導致了它發生了「反彈」，從收縮狀態進入到了膨脹狀態。

一些觀點認為，我們現在的宇宙在膨脹到一定程度後會開始收縮，再次回到大爆炸前的那個緻密熾熱的奇點，然後再發生大爆炸。那麼，宇宙大爆炸之前的宇宙是我們現在這個宇宙的前身。

也有科學家認為宇宙可能不止一個。吹出的肥皂泡泡那樣存在很多個。他們相信在宇宙中會存在著不同宇宙相互碰撞摩擦後產生的痕跡。如果宇宙有多個，那麼在我們所處的宇宙大爆炸之前就已經有其他的宇宙存在了。

3、大爆炸發生的過程

根據宇宙大爆炸理論，宇宙大爆炸起始於奇點。奇點是時空曲率無限高、一個密度無限大、熱量無限高、體積無限小的「點」。奇點在1億億億分之一秒的時間中爆炸以比光速更快（大爆炸開始時，相對論不適用）的速度擴張產生的物質形成的。科學家推測大爆炸發生在完全的黑暗之中，因為此時光並不存在，大爆炸發生時也根本沒有所謂的聲音，因為當時根本沒有任何介質存在。要了解大爆炸我們需要一個宇宙型的觀察鏡，但因為大爆炸前空間也是不存在的，所以不存在所謂的內外面，所有的空間就只有一點，所以根本無法進行觀察！此時最基本的時間和空間的概念都不適用，只有一個緻密的極熱的能量團，然後它爆炸了！

伴隨著巨大的輻射，宇宙從比原子還小到一個橙子的大小隻用了不到萬億分之一秒，一瞬間，宇宙就這樣膨脹起來了，永恆地無時無刻不在伸展，變大，變冷，而隨著溫度降低，宇宙出現了最初的微粒子，光也第一次穿梭於廣闊的宇宙間。大爆炸後原子產生，氫、氦、鋰等元素產生，10億年後產生了宇宙第一個星系，隨著時間推移，宇宙中出現了星系，恆星，行星和其他各類星體，直到今天我們人類所見的如此廣袤無垠的宇宙！

4、宇宙大爆炸理論存在的問題

批評家們稱大爆炸理論違反了熱力學第一定律，因為物質和能量既不能創造或破壞，大爆炸理論表明宇宙是從無到有的。而大爆炸理論的支持者說，這種批評是沒有根據的。第一，宇宙大爆炸是指宇宙的演化，而不是指宇宙的創造。另外一個原因是，所以物理定律在大爆炸前都不成立，沒有理由相信熱力學第一定律會適用。另外批評人士認為，恆星和星系的形成違反了熵定律，熵定律表明，隨著時間的推移，變化系統的組織性會減弱。但如果你把早期宇宙看成是完全均勻和各向同性的，那麼現在的宇宙就顯示出服從熵定律的跡象。

5、結論

宇宙就已經有138.2億年了，而人類認識宇宙的時間和宇宙年齡相比太短，我們現在對宇宙認知非常有限。因此關於宇宙起源的各種理論存在不足之處也是難免的。在未來，我們對宇宙的認識會不斷地加深的。也許有一天我們會揭開宇宙起源之謎！

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    這也就表明，宇宙有一個起點，所有的物質都集中在這個點上，它是非常緻密的。直到138億年前的某一時刻，這一點發生了大爆炸，把所有物質都分散開來，形成了我們今天所見到的宇宙。
  • 宇宙起源於宇宙大爆炸是一個偽命題
    比如，宇宙大爆炸需要的能量來自於哪裡？能夠製造那麼多能量的物質又是什麼？有來自於哪裡？這個問題可能永遠都沒有答案。所以，宇宙起源於宇宙大爆炸嗎？其實這是一個偽命題。原因就在於先有宇宙，還是先有大爆炸？如果先有宇宙，那麼，大爆炸就在宇宙之後，如果先有大爆炸，宇宙怎麼大爆炸？不是從字面上的意思理解，而是事實就是這樣。否則，宇宙就不存在，但是，宇宙包含大爆炸。所以，這是一個偽命題。宇宙之前是什麼？
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    現在你可能會認為這是不公平的，因為你的直覺告訴你，「大爆炸之前」應該有意義……畢竟，每一時刻都有一個「之前」，二期每種影響都有其原因。但在這一點上，我必須請求你們放棄所謂的直覺，轉而採用數學的嚴謹。 這種情況下，數學告訴我們因果並不是普遍規律。它可能會構造出邏輯完美、符合數學邏輯的假想宇宙，但其影響先於原因或根本毫無理由。
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    人類數千年的文明發展史中一直沒有停止過對宇宙奧妙的探索與思考。隨著近代科學技術的發展讓我們探索了近地空間並了解了一部分宇宙，但有關宇宙的真相到底是什麼還是眾說紛紜。宇宙奇大炸理論是近年來被認可的宇宙認知理論的主流之一。1948年前後，伽莫夫第一個建立了大爆炸的宇宙認知理論。根據大爆炸宇宙論，早期的宇宙是一大片由微觀粒子構成的均勻氣體，溫度極高，密度極大，且以很大的速率膨脹著。
  • 宇宙大爆炸之前到底發生了什麼?
    大爆炸理論認為，甚至在更早的時候，在某一時刻，整個宇宙（包含所有的恆星，所有的星系，所有的一切）只有一個桃子那麼大，而溫度超過千萬億度。　　天文學家做了各種各樣的工作，從觀測年輕宇宙遺留下來的電磁輻射，到測量最輕元素的豐度，結果發現它們都符合大爆炸理論的預測。就我們所知，這是目前對早期宇宙的最準確寫照。　　儘管如此，我們知道大爆炸理論的框架並不完整——有一塊拼圖不見了，而那塊拼圖就是宇宙本身最早的時刻。　　這是宇宙最大的謎題之一。
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    但在「大爆炸」之前是什麼樣的? -- 這是自然而然產生的疑問。對此，物理學家們有著不同尋常的解釋。理解「大爆炸」首先要理解的是，「大爆炸」到底是什麼？ 「大爆炸」是一個時刻，而不是空間的一個點。因此，「大爆炸」時的宇宙可能是極微小或無限大的，因為無法回顧我們今天甚至看不到的東西。我們真正所知道的是，它非常非常密集而且很快就變得不那麼密集。當然，在宇宙之外確實沒有任何東西，因為根據定義，宇宙就是一切。所以，在「大爆炸」時，一切都比現在更密集、更熱，但並不比今天多一個「外部」。
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    宇宙大爆炸本身就是一個理論，所以要尋找宇宙大爆炸的原點，可以說是在理論中進行推論。宇宙大爆炸的理論上說，宇宙誕生之前，沒有時間，沒有空間，也沒有物質和能量。大約150億年前,在這片四大皆空的「無」中,一個體積無限小的點爆炸了。
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    ▲宇宙微波背景輻射 ▲伽莫夫
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    但是新的理論物理學研究給探索早期宇宙打開了一個可能的窗口——早期宇宙，可能根本不「早期」。相反，它可能只是一個爆炸性反彈周期的最新迭代，這個周期已經迭代了……好吧，至少有一次，也可能一直在迭代。當然，在在物理學家決定拋棄宇宙大爆炸、改用大反彈周期理論之前，這些理論預測需要經受住觀測測試的考驗。
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  • 宇宙大爆炸才出現的空間,那宇宙大爆炸之前有沒有空間?
    現代的宇宙學框架，主要由兩個學說來搭建，一個是大爆炸宇宙論，另一個是暴脹宇宙學說。 讓我們了解一下大爆炸宇宙論的前世今生。這個結論表明宇宙正在膨脹，愛因斯坦錯了。 由此一個很自然的推論，就展現在我們面前，那就是既然宇宙正在膨脹過程中，如果將時間回溯到很久很久以前，那麼宇宙的體積肯定非常小。20世紀40年代，伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙學說，這就是大爆炸宇宙理論的雛形。我們的宇宙是在138億年以前，由一個奇點爆炸而來。
  • 宇宙背景輻射真的宇宙大爆炸遺留的嗎?
    現代主流物理學認為：宇宙微波背景是宇宙背景輻射之一，為觀測宇宙學的基礎，是宇宙中最古老的光，誕生於宇宙大爆炸時刻。利用傳統的光學望遠鏡，觀察恆星和星系之間的空間（背景）是一片漆黑。現在的物理學家堅信：宇宙背景輻射是一種大爆炸遺留下來的。他們認為：「宇宙微波背景是我們宇宙中最古老的光，當宇宙剛剛380,000歲時刻在天空上。它顯示出微小的溫度漲落，對應著局部密度的細微差異，代表著所有未來的結構，是當今的恆星與星系形成的種子」。
  • 宇宙大爆炸之前是一個黑洞嗎?
    而黑洞的中心也有一個類似奇點的存在，與宇宙起源「奇點」相比較，它們看上去都具有體積無限小、密度無限大、引力無限強、溫度異常高的特點，那麼能否從此推斷出宇宙大爆炸前也是一個黑洞？或者說現在的黑洞也可能會像宇宙起源那樣發生爆炸呢？我們先來看一下宇宙起源的那場大爆炸。
  • 宇宙大爆炸不是一個單一的時間點
    根本不存在宇宙大爆炸並且它也從來沒有存在過，宇宙學家們也沒人相信它曾經存在過。　　用數學邏輯推斷大爆炸只是一個單一的時間點。不論物理學家、宇宙學家還是天體物理學家，他們談論的所謂「大爆炸」指的是「宇宙大爆炸時期」，這是一個持續幾十億年並且由弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規所描繪的宇宙演化的時代。　　140億年前的大爆炸告訴我們當時有一些東西發生了變化。
  • 宇宙大爆炸不是一個單一的時間點
    根本不存在宇宙大爆炸並且它也從來沒有存在過，宇宙學家們也沒人相信它曾經存在過。用數學邏輯推斷大爆炸只是一個單一的時間點。舉個例子，我們都知道一架飛機的爬升速率是每秒700英尺，如果這架飛機目前的高度是7000英尺，你可以推斷出10秒之前飛機在地面時候的一個具體點位。但這並不能說明10秒鐘前飛機確實在地面。
  • 10分鐘看穿宇宙大爆炸學說
    關於宇宙的起源，天文學界幾乎一面倒地支持宇宙大爆炸學說。這種學說認為宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於137億年前一次大爆炸後膨脹形成。爆炸剛開始的時候，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。爆炸之後，宇宙不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並結合成為普通的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系，最終形成我們如今所看到的宇宙。
  • 困擾全人類的問題:宇宙大爆炸之前發生了什麼?
    眾所周知，宇宙大爆炸理論是科學家提出的關於我們宇宙誕生之初的理論。一開始，有一個無限緻密的小物質球。然後，一切都爆炸了，產生了我們今天看到的原子、分子、恆星和星系。這是過去幾十年物理學家告訴我們的。但是最近新的理論物理學研究揭示了一個可能的窗口，進入非常早期的宇宙，顯示它可能畢竟不是「非常早期」。