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宇宙大爆炸(宇宙大爆炸之前的世界)
宇宙大爆炸是怎么产生的?
1、宇宙大爆炸形成原因是宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。宇宙大爆炸大约发生在150亿年前。
2、大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的宇宙大爆炸,简称大爆炸(英文:Big Bang)是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前),并经过不断的膨胀到达今天的状态。 比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化(例如空间的均一和各向同性)。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去的距离曾经很近
[img]宇宙大爆炸是什么
根据大爆炸理论,宇宙是由一个极紧密、极炽热的奇点膨胀到现在的状态。
大爆炸(英语:Big Bang),是描述宇宙的源起与演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。
宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的。
根据2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年,并经过不断的膨胀(英语:Metric expansion of space)到达今天的状态。
物理主题
大爆炸这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论,又在场方程的求解上作出了一定的简化(例如宇宙学原理假设空间的均匀性(英语:Homogeneity (physics))和各向同性)。
1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼用广义相对论描述了流体,从而给出了这一模型的场方程。
1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现,从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,从而推导出宇宙膨胀的观点。
1927年时勒梅特通过求解弗里德曼方程已经在理论上提出了同样的观点,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。
哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星系团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去曾经距离很近。
从这一观点物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态,大型粒子加速器在类似条件下所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。
然而,由于当前技术原因,粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是宇宙在初始状态之后的演化图景。
当前所观测到的宇宙中氢元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中,最初的几分钟内通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的氢元素丰度的理论被称作太初核合成。
什么是宇宙大爆炸?
通俗的宇宙大爆炸论,简言之,就是假定宇宙在原初状态时,温度高到无穷大,密度大到无穷高,只有辐射和基本粒子存在,随着“乒乓”一声,宇宙开始膨胀的冷却降温,星云、恒星、星系就诞生了,宇宙现在正在膨胀。稳恒态理论认为,宇宙自始至终就存在,目前观察到的宇宙膨胀所引起的物质分散,由不断产生的物质来补偿。
在公元前4世纪的古希腊,亚里士多德在《天论》中,论证了地球为球形并且处于宇宙中心,整个宇宙环绕着地球,由7个同心球组成。直到托勒密体系,空间位置是绝对的。
哥白尼指出,太阳是宇宙的中心,而伽利略最早指出相对性原理。地球说被否定了,绝对空间也不存在了。
到了牛顿,他认为宇宙是无边无限的,宇宙的体积无限,也没有边界。宇宙空间是三维欧氏几何空间,在各个方向上延直线可以延伸到正无穷,在这个空间中,星体密布,无论怎么测量,任何方向上都存在星体。
从哥白尼到牛顿,推翻了地球为宇宙中心的观念,但是牛顿的时空观也是一种绝对时空观,直到爱因斯坦,才根据相对论创立了有限无边的静态宇宙模型。
爱因斯坦的宇宙模型,既不是亚里士多德的有限有边说,也不是牛顿的无限无边型,而是一个有限无边的体质。即空间体积有限,也就是说宇宙体积是有大小的,在这个大小之外任何物质都不存在,这就是无边。
1823年、1894年分别由奥尔勃斯和塞里格尔提出光度悖论与引力悖论,都是对牛顿宇宙模型的责难。
光度学悖论是:如果宇宙无限,那么空间中均匀分布的恒量也应无限,即人们在任何方向上看到的星星应该是无限多,但是实际不是这样。
引力悖论是:如果宇宙中的恒星是无限的,那么任何一个物体就会受到无限多恒星的无限大的引力作用,产生的加速度也会无限大,但是实际上也不是这样。
宇宙没有开始的时候。星系看上去在远离我们并不一定代表物质的变稀,而是新的物质正在连续不断地产生,产生的速度正好足够补偿从可见宇宙消失的物质。这种新的物质最终会形成恒星和星系,因此,观察者会在任何时刻都把宇宙看成一样的。
在大爆炸与稳恒态的争论中,一种意见认为物质无中生有违背质量与能量守恒定律,但反驳意见是,大爆炸也是违反的,而且物质是在开始时刻突然产生,开始时刻无法研究无法解释,只能从开始时刻的第1秒内开始研究,始终研究不了那个“零”时间。
霍伊尔认为背景物质中还会不断有新的物质产生出来,弥补由于不断凝聚成新的星系所引起的耗损。
不断创生的物质从何而来呢?这是不断创生的关键。霍伊尔认为:物质就是出现了——它们被创造了。在某个时刻,组成这些物质的各种原子并不存在,而过了一些时候,它们就出来了,在霍伊尔等人的观点中,从事实出发有两种可能。事实是宇宙在膨胀,那么两个结果都是可能的,要么是宇宙消失,要么是物质创生,他们理所当然选择后者。
后来,霍伊尔又提出了重力能产生物质,这样保证了质能的守恒,但也引发别的困难。总之,稳恒态理论认为:“当宇宙不断地膨胀时,新的物质便接连创造出来以填补空隙。新形成的物质就是构成星系团的氢。每个星系团将随着宇宙的不断膨胀而逐渐衰老以至死亡,但又形成了新的星系团。新星系形成,老星系衰亡,但宇宙的总密度始终不变;并且总是存在有各种各样年龄的星系。因此,宇宙不论在任何时候检验都是一样的。尽管个别星系和星系团有变化,但整体图像是始终如一的。这就是所谓无论年龄上还是在空间上都是无限的稳恒态宇宙。”
相比来说,大爆炸理论认为太空温度开始很高,现在只比绝对零度高几度;稳恒态理论认为是零度(无辐射)。从宇宙年龄上说,大爆炸可以计算出宇宙年龄;而稳恒态理论认为是无限的。大爆炸理论认为物质突然产生;稳恒态认为物质连续自始至终创生;大爆炸认为元素是爆炸后马上形成的;稳恒态理论认为元素自始至终出现在恒量中。
宇宙大爆炸是指什么现象
宇宙大爆炸(Big Bang),是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在于133亿年至139亿年前),并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。
什么是宇宙大爆炸,求科学解释
宇宙大爆炸是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾经有一段从热到凉的演化史,在这个时期里,宇宙体系在不断的膨胀,是物质密度从密到稀地演化现象,如同一次规模巨大的爆炸,爆炸之初,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在,宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降,随着温度降低冷却逐步形成了原子、原子核、分子、并复合成通常的气体,气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成如今所看到的宇宙。
宇宙大爆炸是指什么现象?
宇宙大爆炸是现代宇宙学中最有影响的一种学说,它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史,在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化现象,如同一次规模巨大的爆炸,爆炸之初,物质只能以中子,质子,电子,光子和中微子等基本粒子形态存在,宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降,随着温度降低,冷却,逐步形成原子,原子核,分子,并复合成为通常的气体,气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成如今所看到的宇宙。
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