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宇宙大爆炸究竟是怎么回事?看懂它才能知道宇宙的来源

这个世界到底是咋来?
不知道你想过这个问题没有?历代的学者们都曾经思考过这个问题。不过,这个问题一直近现代才才有了进展,这也就是传说中的:标准宇宙模型。通俗点说就是,宇宙大爆炸。当然,相信有不少人听到“宇宙大爆炸”这个词汇时,第一反应可能是:这只是一个科学假设
宇宙大爆炸究竟是怎么回事?看懂它才能知道宇宙的来源
但事实上呢?
标准宇宙模型已经成为了科学界主流的科学理论,是天文学研究宇宙整体演化的一个核心理论,属于宇宙学这个分支中最重要的科学理论。也就是说,它早就不是什么科学假设了,而是地地道道的科学理论,还被纳入到了宇宙学教材中去。
不过,打一开始,很多人确实不太认同宇宙大爆炸理论,科学家们也是如此,甚至是包括爱因斯坦这样的科学界泰斗。那么问题来了,为什么宇宙大爆炸理论最后还会成为主流的科学理论呢?
宇宙大爆炸理论的起源
这其实也和爱因斯坦有关。我们都知道,爱因斯坦成名很早,这是因为他提出了著名的相对论。后来,相对论也被分为:狭义相对论和广义相对论,虽然爱因斯坦起初并不是这么称呼这个理论的。
在1905年,爱因斯坦先提出了狭义相对论,虽然在1915年,他把狭义相对论进行了进一步的推导,得到了广义相对论。在广义相对论中,爱因斯坦推导得到了一个著名的方程,现在也称为:重力场方程
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爱因斯坦就发现,这个方程似乎在预示着宇宙整体是随着时间动态变化的,可能是在膨胀,也可能是在内中心挤压。这和爱因斯坦的宇宙观是不相符的,他认为宇宙在大尺度上不应该随着时间的变化而发生变化。
为了让这个方程描述的宇宙能够和自己的宇宙观相匹配,爱因斯坦在这个方程中加入了一个“宇宙学常数”,只要这个常数进行合理的取值,它所预示着的宇宙整体就不会随着时间的流逝而发生的变化。
不过,爱因斯坦的这个行为让很多物理学家发现了端倪。其中,有一位叫做勒梅特的物理学家就发现,爱因斯坦眼中的宇宙是不稳定的,宇宙就应该是动态变化的。于是,他提出了“宇宙蛋假说”,他认为宇宙最早是从一个和原子差不多那么大的“宇宙蛋”中膨胀而来的,这也可以被称为是宇宙大爆炸的初级版本。
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就在第二年,著名的天文学家哈勃在持续观测银河系外的星系时就发现,大多数的星系都在离我们远去,而且距离越远,远离的速度越快。
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这种现象只能用“宇宙空间膨胀”来做解释。如果宇宙真的在膨胀,那么随着时间往回推,得到的结论就会是宇宙是从很小的东西当中膨胀出来的,这似乎和勒梅特的观点是不谋而合的。
宇宙大爆炸理论的演化
不过,早期的研究也就停留在了这里。很多物理学家并没有把这个发现当回事,更不要说把这个理论当回事了。这里最大的问题就在于,如果宇宙真的是从小尺度上膨胀而来,那么宇宙早期到底发生了什么?
后来,有不少专门研究微观世界规律的核物理学家开始研究这个领域,其中最具代表性就是:伽莫夫。他们结合了量子力学等微观物理学的规律,还有相对论,最后得到了一个核火球模型,这也是宇宙大爆炸的前身。
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他们预言了宇宙大爆炸会留下余温,这也被称为:宇宙微波背景辐射。同时,他们还预言,宇宙大爆炸后,宇宙的氢元素和氦元素的质量比是3:1,这也被称为:氦元素丰度。宇宙微波背景辐射和氦元素丰度也被认为是宇宙大爆炸理论成立的关键证据。
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结果,万万没想到的是,这两个证据还真的被科学家们找到了。所以,从这个时候开始,宇宙大爆炸理论被科学家们逐渐接受,成为了主流的科学理论。
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