宇宙随时间是怎样演化的?

沿黄公路2022-07-13  13

如果星系目前正在相互远离,那么它们在过去一定更近,也就是说,早期宇宙的物质密度会更高。继续这个推理,就意味着在过去一定有一个有限的时刻,宇宙中的物质被压缩到了一个极其致密的状态。根据哈勃定律,星系之间的距离除以各自的速度,可以估算出那个时刻大约是100亿到200亿年前。这段时间是所有星系共有的,那一瞬间通常被称为“大爆炸”,也就是我们宇宙的开端。

如果这个推论是正确的,那么宇宙中所有天体的年龄应该不会超过这个“宇宙年龄”所定义的上限。借助卢瑟福利用物质中放射性同位素含量确定其形成年龄的方法,人们对地球上最古老的岩石、阿波罗宇航员从月球带回的岩石以及从行星际空间空坠落到地球的陨石样品进行了测量,发现它们的年龄都不超过47亿年。恒星的年龄可以从它们的发射功率和燃料储量中估算出来。根据热核反应提供恒星能量的理论,估计银河系最古老恒星的年龄为100亿至150亿年。这两种完全不同的方法得到的天体年龄与“宇宙年龄”相吻合,这当然是对大爆炸宇宙模型非常有力的支持。

《生活大爆炸》是加莫夫在1946年创立的。它是现代宇宙学中最有影响力的理论,也被称为大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比,它能解释更多的观测事实。它的主要思想是我们的宇宙有一个从热到冷的演化历史。在此期间,宇宙系统不是静止的,而是不断膨胀的,使得物质的密度从稠密演化到稀疏。这个从热到冷,从密到稀的过程就像一次巨大的爆炸。

根据宇宙大爆炸宇宙论,宇宙大爆炸的全过程是:宇宙早期,温度极高,在100亿度以上。物质的密度也相当大,整个宇宙系统处于平衡状态。在宇宙中,只有中子、质子、电子、光子、中微子等一些基本粒子形态。但是因为整个系统在膨胀,温度下降很快。当温度下降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件。它要么衰变,要么与质子结合,形成重氢、氦和其他元素。化学元素就是从这个时期形成的。温度进一步下降到100万度后,形成化学元素的早期过程结束。

宇宙中的物质主要是质子、电子、光子和一些较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减少,宇宙以气态为主。气体逐渐凝结成气体云,然后进一步形成各种恒星系统,成为我们今天看到的宇宙。

然而,宇宙是由大爆炸产生的理论并不能得到准确的解释。在“储存的物质和能量聚集在一点”之前存在什么?

宇宙有始无终,这是英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金提出的关于宇宙起源和归宿的最新解释。

据英国《星期日泰晤士报》报道,霍金和他的合作者、英国剑桥大学数学物理学教授图罗克提出了最新的“开放膨胀”理论,认为宇宙最初看起来像一个豌豆大小的物体,悬浮在一片没有时间的真理空中,“豌豆形”宇宙的存在时间与“大爆炸”相隔了极短的一瞬间。

根据这一理论,豌豆形状的宇宙在“大爆炸”前的瞬间经历了一个被称为“暴胀”的极其迅速的膨胀过程。此外,霍金和图罗克还从“开放式膨胀”理论中推断,宇宙最终会无限膨胀,而不是像一些天文学家认为的那样,膨胀到一定程度后在引力作用下收缩。

霍金和图罗克的新理论在科学界引起了不同的反应,而一些英国著名天文学家则谨慎发言。他们指出,霍金的新理论是根据物理定律进行纯理论计算的结果,是否揭示了宇宙的本质还有待实际观测的检验。据报道,美国将在两年后发射一颗卫星,测量大爆炸留下的微波辐射,这很可能为霍金的理论提供一个测试。(尚可)

转载请注明原文地址:https://juke.outofmemory.cn/read/712224.html

最新回复(0)