大爆炸宇宙论 大爆炸宇宙论dabaozha yuzhoulun研究总星系或我们的宇宙的大尺度特征及其演变的科学称为宇宙论。大爆炸宇宙论是目前最流行的宇宙论。按照这个理论,宇宙的演化大致可分为4个阶段: ❶开始阶段:大约1010年前,宇宙开始于一次猛烈的巨大爆炸,即从1012K以上极高温度极高密度的“原始火球”爆炸,并向四面八方均匀膨胀,温度很快降低,大约爆炸后一秒钟,温度可降到1010K,这时物质主要是光子、中微子及少量稳定的核子; ❷辐射阶段:当经过2000年时间时,宇宙以辐射为主(光子),这种辐射冷却到现在就是观测到的宇宙背景辐射,同时在核反应过程中氦形成并保留到现在的30%; ❸实物阶段:过了2000年以后,辐射退居次要地位,宇宙进入以实物为主的阶段(质子、中子、电子等),氢由电离物质复合成为中性氢。当109年时,实物聚集在 一起;形成原星系; ❹现在和将来: 原星系形成星系,并最后演化到现在总星系仍在膨胀 (参考 “总星系”)。至于以后,可能宇宙一直膨胀下去,所有恒星和星系越来越老,燃料耗尽变成一片黑暗的宇宙;也可能膨胀到最大体积后,再收缩,温度升高,回到原始状态,然后再爆炸。这个学说最多地解释了对总星系的观测事实,目前来说是最成功的宇宙论。但还有许多不可解释的问题,如:总星体的平均密度等数值不一致,最初是什么物质,如何爆炸起来也无法解释。还有许许多多的问题有待进一步研究和探索。 ☚ 总星系 天文年历 ☛ 大爆炸宇宙论目前流行的一种宇宙论。属均匀、运动红移、演化模型。20世纪40年代由伽莫夫(George Gamov,1904—1968)、阿尔费尔和赫尔曼提出。认为宇宙由高温高密的“原始火球”爆炸而产生,爆炸后不断膨胀,密度减小,温度降低,直至目前状态。有两个重要假设:1.早期宇宙中各种物质粒子和辐射处于热平衡;2.宇宙初期强子数略多于反强子数。认为宇宙演化分三个阶段;1.极早期,无任何天体和氢以外的元素;2.化学元素生成,辐射为主;3.天体的起源和演化,物质为主。得到哈勃定律、氦丰度、3K微波背景辐射、河外天体谱线红移、天体年龄等观测事实的支持。但在均匀各向同性分布、星系起源、特别是原始“奇点”状态等问题上,存在很大困难。 大爆炸宇宙论 大爆炸宇宙论大爆炸宇宙论是关于宇宙整体和演化的理论。1948年美国物理学家伽莫夫把核物理知识同宇宙膨胀理论结合起来,提出了宇宙大爆炸起源说,成为现代宇宙学的重要理论。 自20世纪初爱因斯坦提出广义相对论后,人们便掌握了认识和解释宇宙的理论武器。1917年,爱因斯坦根据广义相对论空间弯曲理论,提出了一个有限无限的静态宇宙模型。他认为宇宙空间的体积有限,但它是一个弯曲的封闭体,没有边界。爱因斯坦假设宇宙大广度上的特征是不应随时间变化的,所以在他的宇宙模型中引进了一个 “宇宙项”,这相当于一种斥力,这种斥力只有当物体之间的距离很大时,才变得比引力更大。如果斥力和引力抵消,便得到一个稳定的平衡的宇宙。同年,荷兰天文学家德西特也依据爱因斯坦这个广义相对论,提出一个宇宙模型。这个宇宙在不断膨胀着,但它的物质平均密度等于零,因而是一个有运动无物质空虚宇宙。1922年,前苏联数学家弗里德曼重新讨论爱因斯坦的引力场方程在宇宙结构问题上的应用,得出了非静态的宇宙模型。他认为无需引进 “宇宙项”,这样,得到的宇宙可能是膨胀的,也可能是收缩的。1929年,美国天文学家哈勃分析了他已测定了距离的24个星系,发现星系的红移 (即退行速度和距离呈线性关系:星系的距离越远,则红移越大,退行的速度也就越大)。后来人们把红移与距离之间的线性关系称为哈勃定律。这个定律提出后,对宇宙膨胀学说是巨大的鼓舞,爱丁顿就把它们同宇宙膨胀的理论联系起来,认为它证实了膨胀理论。 1932年,比利时天文学家勒梅特从膨胀理论出发,提出原始原子爆炸起源的理论。他认为放射性是物质的一种普遍属性,化学元素要么是放射元素,要么是放射变化的产物,天体演化的出发点是原始原子 (也有人称宇宙蛋),由于剧烈的放射性衰变而发生的爆炸,碎片向四面八方散开,形成今天的宇宙,这也是宇宙膨胀的原因。1948年,美国的物理学家伽莫夫根据宇宙观测学取得的重大进展,把核物理与膨胀理论结合起来,系统地提出了宇宙大爆炸理论。他认为宇宙开始于一个高温、高密的 “原始火球”,球里充满辐射和基本粒子。后来这个火球内部的基本粒子互相发生核聚变反应,引起爆炸而向外膨胀,辐射温度和物质密度急剧下降,核反应须停止,爆炸期间所产生的各种元素就形成了宇宙中的各种物质。伽莫夫还预言,大爆炸有残余的辐射遗留下来,只有绝对温度几度。1964年5月美国的彭齐亚斯和威尔逊,发现了这种辐射残留——宇宙背景辐射,它是 “原始火球” 的遗迹,温度相当于绝对温度3.5度。为大爆炸宇宙理论提供了有力的证据。1978年彭齐亚斯和威尔逊因这一发现获得了诺贝尔物理奖。 宇宙大爆炸理论有效地说明了许多天文观测事实,对宇宙的年龄等问题提出了解释,成了现代宇宙学的基础。 ☚ 达尔文学说 大陆漂移说 ☛ 大爆炸宇宙论 大爆炸宇宙论大爆炸宇宙论是关于宇宙整体和演化的理论。1948年美国物理学家伽莫夫把核物理知识同宇宙膨胀理论结合起来,提出了宇宙大爆炸起源说,成为现代宇宙学的重要理论。 自20世纪初爱因斯坦提出广义相对论后,人们便掌握了认识和解释宇宙的理论武器。1917年,爱因斯坦根据广义相对论空间弯曲理论,提出了一个有限无限的静态宇宙模型。他认为宇宙空间的体积有限,但它是一个弯曲的封闭体,没有边界。爱因斯坦假设宇宙在广度上的特征是不应随时间变化的,所以在他的宇宙模型中引进了一个 “宇宙项”,这相当于一种斥力,这种斥力只有当物体之间的距离很大时,才变得比引力更大。如果斥力和引力抵消,便得到一个稳定的平衡的宇宙。同年,荷兰天文学家德西特也依据爱因斯坦这个广义相对论,提出一个宇宙模型。这个宇宙在不断膨胀着,但它的物质平均密度等于零,因而是一个有运动无物质空虚宇宙。1922年,前苏联数学家弗里德曼重新讨论爱因斯坦的引力场方程在宇宙结构问题上的应用,得出了非静态的宇宙模型。他认为无需引进“宇宙项”,这样,得到的宇宙可能是膨胀的,也可能是收缩的。1929年,美国天文学家哈勃分析了他已测定了距离的24个星系,发现星系的红移 (即退行速度和距离呈线性关系: 星系的距离越远,则红移越大,退行的速度也就越大)。后来人们把红移与距离之间的线性关系称为哈勃定律。这个定律提出后,对宇宙膨胀学说是巨大的鼓舞,爱丁顿就把它们同宇宙膨胀的理论联系起来,认为它证实了膨胀理论。 1932年,比利时天文学家勒梅特从膨胀理论出发,提出原始原于爆炸起源的理论。他认为放射性是物质的一种普遍属性,化学元素要么是放射元素,要么是放射变化的产物,天体演化的出发点是原始原子 (也有人称宇宙蛋),由于剧烈的放射性衰变而发生的爆炸,碎片向四面八方散开,形成今天的宇宙,这也是宇宙膨胀的原因。1948年,美国的物理学家伽莫夫根据宇宙观测学取得的重大进展,把核物理与膨胀理论结合起来,系统地提出了宇宙大爆炸理论。他认为宇宙开始于一个高温、高密的 “原始火球”,球里充满辐射和基本粒子。后来这个火球内部的基本粒子互相发生核聚变反应,引起爆炸而向外膨胀,辐射温度和物质密度急剧下降,核反应须停止,爆炸期间所产生的各种元素就形成了宇宙中的各种物质。伽莫夫还预言,大爆炸有残余的辐射遗留下来,只有绝对温度几度。1964年5月美国的彭齐亚斯和威尔逊,发现了这种辐射残留——宇宙背景辐射,它是“原始火球” 的遗迹,温度相当于绝对温度3.5度。为大爆炸宇宙理论提供了有力的证据。1978年彭齐亚斯和威尔逊因这一发现获得了诺贝尔物理奖。 宇宙大爆炸理论有效地说明了许多天文观测事实,对宇宙的年龄等问题提出了解释,成了现代宇宙学的基础。 ☚ 达尔文学说 大陆漂移说 ☛ 大爆炸宇宙论Big Bang theory |