宇宙大爆炸是宇宙起源嗎?
宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及瀰漫物質的總稱。宇宙的起源大概率是宇宙大爆炸之後產生的。只是說大爆炸這種理論是對宇宙的起源最具可信度的解釋,並不是說大爆炸就是宇宙誕生的根本原因。
宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及瀰漫物質的總稱。宇宙起源是一個極其複雜的問題。宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候、如何形成的。直到今天,許多科學家認爲,宇宙是由大約137億年前發生的一次大爆炸形成的。宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,瞬間產生巨大壓力,之後發生了大爆炸,這次大爆炸的反應原理被物理學家們稱爲量子物理。大爆炸使物質四散出去,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命。但只是說大爆炸這種理論是對宇宙的起源最具可信度的解釋。
根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因爲整個體系在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它要麼發生衰變,要麼與質子結合成重氫、氦等元素;化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後,早期形成化學元素的過程結束(見元素合成理論)。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質,氣體逐漸凝聚成氣雲,再進一步形成各種各樣的恆星體系,成爲我們今天看到的宇宙。
大爆炸模型能統一地說明以下幾個觀測事實:
(1)大爆炸理論主張所有恆星都是在溫度下降後產生的,因而任何天體的年齡都應比自溫度下降至今天這一段時間爲短,即應小於200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。
(2)觀測到河外天體有系統性的譜線紅移,而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應來解釋,那麼紅移就是宇宙膨脹的反映。
(3)在各種不同天體上,氦丰度相當大,而且大都是30%。用恆星核反應機制不足以說明爲什麼有如此多的氦。而根據大爆炸理論,早期溫度很高,產生氦的效率也很高,則可以說明這一事實。
(4)根據宇宙膨脹速度以及氦丰度等,可以具體計算宇宙每一歷史時期的溫度。大爆炸理論的創始人之一伽莫夫曾預言,今天的宇宙已經很冷,只有絕對溫度幾度。1965年,果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射,溫度約爲3K。
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