大爆炸理论dabaozha lilun

目前占主导地位的一种宇宙学说。认为整个宇宙起源于一次大爆炸，然后不断膨胀不断降温，逐渐形成我们今天观测到的宇宙。1922年弗里德曼求得爱因斯坦场方程的膨胀解或脉动解。1927年勒梅特提出大尺度空间随时间膨胀的思想。1929年哈勃发现河外星系普遍在远离我们的银河系，并得到退行速度与距离成正比的哈勃定律。爱丁顿归纳上述成就，提出宇宙膨胀假说。盖莫夫进而提出原始火球的思想，认为膨胀的宇宙起源于一次大爆炸。按照今天的大爆炸理论，宇宙一开始曾有一个普朗克时期，这个时期大约在最初10-⁴⁴秒之内。在这个时期中，时间的先后，空间的上下左右都不可分辨。也就是说，时空概念失去意义，物质处挖混沌状态。因果律以及所有已知的物理规律都不能应用。对于普朗克时期，目前还没有找到合适的描述方法。大爆炸理论对宇宙演化的描述，是从普朗克时期之后开始的，即最初10-⁴⁴秒之后开始的。从10-44秒开始，宇宙有了时间和空间的概念，这时宇宙非常单纯，非常对称，只存在真空场，温度约1032K。当演化到10-36秒时，出现一个快速膨胀的暴胀时期。这个阶段宇宙呈指数型膨胀，真空发生相变并释放大量潜热。这些真空能量转化为物质，主要是夸克、轻子和规范粒子，温度高达10²⁸K。这个时期持续约10-³²秒，温度略有下降，大统一开始破缺，强作用与弱作用显示出差别。此后，宇宙按标准模型继续膨胀，到10^-11秒时，温度下降到10¹⁵K，弱电统一开始破缺，弱作用与电磁作用显示出差别。从这时起，宇宙就呈现了我们今天所看到的三种不同的相互作用(强、弱、电磁)。当宇宙演化到第100秒时，温度降到10⁹K，夸克开始合成中子和质子，并有氢的同位素及He,Li等轻原子核形成，这时形成的He核一直保留到今天。从这时起到10¹³秒，原子核、电子和光子通过电磁相互作用处于热平衡状态。1013秒以前的时期，称为辐射为主的时期。10¹³秒以后的时期，称为物质为主的时期。从10¹³秒开始，原子核与电子结合成原子，并与光子退耦，这时温度为10³K。从这时起，光辐射形成与实物粒子无关的宇宙背景辐射，并随着宇宙的膨胀而继续降温，这就是盖莫夫预言而已被今天的观测所证实的2.7K微波背景辐射。从10¹⁵到10¹⁷秒，恒星、星系开始形成。宇宙继续膨胀，降温，直到今天。现在，我们距宇宙开始已经有6×10¹⁷秒(约200亿年)。上述大爆炸理论建立在现代物理学的基础之上，得到星系红移、氦丰度、微波背景辐射等实验观测的有力支持，因而是比较可靠的。