宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

2020-08-06 天文在線

宇宙,它巨大的空間和時間的上的巨大尺度讓我們目眩神迷。它能夠延伸到多遠?它的終點在哪兒,在天文望遠鏡能看到的星圖和星系流動延伸的範圍之外存在著什麼?

宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

能夠讓我們窺視宇宙中最遙遠的領域的可能會是一系列非同尋常的新的調查和技術,但也可能是對物質和能量在最小尺度上的行為的觀察。值得注意的是,通常我們對原子核內部的超微小王國的理解不斷加深,會使我們能夠看到空間和時間的最大遠景。在古代,大多數觀測者將恆星這種環繞地球的球體,通常視為神的家園。希臘人是第一個將天象認為是自然現象的人,他們認同服從的是人類的調查,而不是諸神變化無常的心血來潮。

比如說,有一位天文觀察者就認為流星是由地球上的物質構成的,而且可能就是來自地球。那些早期的天文學家奠定了現代科學的基礎。但他們會震驚於看到同行們的現今的發現。曾經庇護眾神的恆星和行星現在被視為一個巨大的物質和能量支架的無窮小部分,這些物質和能量延伸到遙遠的太空。

宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

天文學最早出現在多遙遠的從前呢?那是在20世紀20年代,在加利福尼亞威爾遜山上的巨型100英寸胡克望遠鏡工作時,天文學家埃德溫•哈勃和他的助手米爾特•休馬森一起分析了他們觀測到的天空中一些模糊的亮斑。就是我們現在知道的星雲。

宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

觀測結果分析表明,這些亮斑其實是距離我們自己的星系十分遙遠的一些星系。哈勃和休馬森發現它們中的大多數在向遠離我們的方向運動。他們看到的離得越遠的星系,它後退的速度越快。這一事實,現在被稱為哈勃定律,它表明一定有一個時間點,在這個時間點上所有這些星系中的物質都聚集在一個地方。

這個時間點,就是我們的宇宙誕生的時候,現在被稱為宇宙大爆炸。從那時起宇宙膨脹的體積有多大取決於它的增長時間和膨脹速度。哈勃宇宙望遠鏡和其他一些儀器收集到的精密測量數據都指向這一結果。

宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

宇宙可以追溯到137億年前,那麼它的半徑理論上是一束光經過137億光年的時間能夠到達的距離,計算結果是大約1.3萬億公裡。而實際上宇宙的半徑比這更大且要大得多。為什麼它膨脹到這麼大,膨脹速度這麼快,直到本世紀還是個謎。

早在1917年,阿爾伯特•愛因斯坦就預言宇宙會膨脹,只是直到他看到哈勃和休馬森的證據,愛因斯坦自己才相信。愛因斯坦的廣義相對論認為星系可能會因為空間本身的膨脹而分裂。

宇宙誕生於137億年前,宇宙大爆炸是怎麼回事?

所以當一個光子從遙遠的恆星中被射出時,它將會穿過一個持續膨脹的宇宙景觀,這增加了它要到達我們所在的距離。1995年,以埃德溫•哈勃命名的軌道望遠鏡開始通過尋找它能看到的最遙遠的星系來測量宇宙的空間尺度。

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考慮到宇宙的膨脹,太空望遠鏡發現星系在每個方向上都離我們近460億光年。彼此相距近920億光年。用大爆炸的最簡單模型來解釋,這就是整個宇宙。但值得注意的是,根據描述宇宙起源的一個戲劇性的新理論,這可能只是整個宇宙中的一個斑點。

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相關知識

在現代宇宙學中,宇宙起源,即:一個湧現出當下存在於宇宙中的物質能量時刻的瞬間。這個假設也被稱為「宇宙大爆炸」(Big-Bang)這個理論已被大部分科學家所認可,此理論假設宇宙起源於13 730±120萬年前左右,在一個特定的瞬間。[1][2] 在20世紀30年代,美國天文學家愛德文·哈勃曾證實,宇宙正在擴大中。另外,一位牧師和天體物理學家喬治·勒梅特根據阿爾伯特·愛因斯坦的方程式及其的廣義相對論也描述了這一現象。

FY: 隱市

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  • 宇宙大爆炸是怎麼一回事?
    從大爆炸宇宙模型中可以得出幾個推論,其中之一就是宇宙誕生之初遺留下的熱輻射依然存在於宇宙的各個角落,只是已經降低到2.735K,其輻射頻率已經降到微波範圍。1964年,美國貝爾實驗室的兩個無線電工程師彭齊亞斯和威爾遜在研究衛星通信時發現,宇宙中存在一種各向異性的微波輻射,波長為7.35釐米,天文學家們很快意識到這就是大爆炸宇宙模型預言的宇宙背景輻射。他們因為這項成就獲得了1978年諾貝爾物理學獎。
  • 我們宇宙的大爆炸-138億年前的故事
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    根據最新的宇宙學數據,我們宇宙的年齡約為137.5億年,正負不超過2億年。根據大爆炸理論,宇宙在它137.5億年的生命中,從一個規模無限小的區域成長到現在令人無法想像的龐大疆域——約1000億光年。著名天文學家弗雷德·霍伊爾以懷疑和開玩笑的方式將這個宇宙起源理論命名為「大爆炸」,它從一個熾熱、密集的能量點開始,擴展、發展成為今天我們所能見到的大規模星系集合體。很多人不相信大爆炸理論,尤其是宇宙如何在137.5億年的時間裡膨脹到1000億光年的尺度?這種膨脹速度不是超光速了嗎?光速不是有限的嗎?光速不是不能被超越嗎?
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    按照最近的探測器的觀測,以及理論模型的推算,如今的宇宙誕生於138億年前。那麼很多人就會疑惑:138億年前誕生的宇宙,那麼138億年以前這個世界是什麼樣子的呢?古代中國的宇宙觀關於這個問題其實涉及到了宇宙觀,說白了就是宇宙到底是什麼?在距今2000多年前,中國的古代先哲們就在思考這個問題。
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