北京時刻6月19日音訊,據國外媒體報道,“大爆破”一詞對不同的人有不同的意義,最遍及的意義是,它描繪了可觀測世界從細密、火熱的原始狀況變得淡薄、不斷冷卻的進程,依據這一描繪,世界正在不斷擴張,而這一理論就像生物學界的“適者生存”學說相同,很少有人質疑。
大爆破理論還代表著世界學家依據現在觀察到的蛛絲馬跡、復原世界140億年前史的最佳檢驗,說得更詳細些,大爆破還可以指可觀測世界的誕生,即事物開端改變、終究導致現在的一系列事情發作的那一會兒。
關于那短短的一會兒里終究發作了什么,世界學家現已爭辯了數十年,且至今仍未有結論。
經典大爆破理論
在人類前史的大部分時刻里,觀星者們都以為世界是永久、亙古不變的,而埃德溫·哈勃在上世紀20年代進行的觀測引起了軒然大波:他的觀測顯現,銀河系之外不只存在其它星系,且這些星系的光線呈拉伸狀,這一痕跡闡明它們正在遠離地球。
今世比利時物理學家喬治·勒梅特將哈勃等人的觀測數據解讀為世界正在擴張的依據,而就在這不久之前,愛因斯坦剛剛發布了廣義相對論的場方程,也提出了世界擴張的或許性,勒梅特向前倒推,以為各個星系現在雖互相別離,但最開端必定都集合在他所謂的“原始原子”中。
勒梅特的理論便是現在所說的“世界大爆破”,而“大爆破”一次的初次揭露運用,其實出自該理論的批評者、英國天文學家弗雷德·霍伊爾。
1949年3月28日,霍伊爾在為自己支撐的理論爭辯時,初次發明了這個詞。他以為世界是永久的,會不斷發明出新物質、以補償世界擴張構成的物質稀釋,霍伊爾稱“世界中的悉數物質均誕生于悠遠曩昔某個特定時刻點發作的一場大爆破”的說法并不合理。
“大爆破這個詞很差勁!”
普林斯頓大學世界學家保羅·施泰因哈特指出,用“大擴展“或許更為恰當。施泰因哈特以為,“爆破”這一意象簡單導致混雜,它暗示著存在一個中心點、不斷向外擴張的邊際、以及小碎片在前、大石塊在后的飛散現象,但世界擴張與這些描繪截然不同,并不存在所謂的中心點和邊際,而且巨細星系散開的速度并無差異(盡管在暗能量的影響下,遠處星系的運動速度會更快一些)。
不論姓名起得是否恰當,大爆破理論可以很好地解說咱們的觀測成果,這一點暫無其它理論可以比較,因而被人們廣泛承受,例如,在世界剛剛誕生的三分鐘之內,光與質子和中子等粒子之間到達的平衡使前期元素構成的速率,剛好與現在世界中氦和其它輕原子的數量相符。
其時有一段時刻短的窗口期,讓原子核得以構成,在此之后,世界就一直在擴張,這些元素就無法相遇了;而在此之前,環境又過于火熱。
在接下來的37.8萬年中,世界中充滿了云霧狀的等離子體,直到世界進一步冷卻之后,電子和質子才構成了中性的氫原子,這團“霧”才散去。這一進程中還開釋出了光線,光線的波長又進一步延伸、變成微波,這是研討人員可以直接研討的、已知的最早目標,它們被稱作“世界微波布景輻射”,被許多研討人員視為世界大爆破理論的最有力依據。
爆破性的更新
但隨著世界學家不斷追根溯源、進一步調查世界的前期前史,故事的本相也逐步浮出水面,廣義相對論方程指出,世界初始時是一個溫度無限高、密度無限大的小點,即所謂的奇點,但這一理論不只在物理學上說不通,也與潤滑、平整的世界微波布景不符。
奇點的超高溫文高密度的動搖會使世界遍地性質各異,但世界微波布景的改變起伏非常小,時空曲率看上去也非常平整,闡明物質與曲率在初始時到達了近乎完美的平衡狀況,這在大多數世界學家看來都非常難以幻想。
上世紀80年代,美國世界學家阿蘭·古斯對世界剛剛誕生時發作的事情提出了一套新設想,以為在剛開端的一會兒,世界的脹大速度遠遠高出現在的脹大速度,而在某個時刻點上,這個進程中止了,發作了很多細密而火熱的粒子,替代了原先的奇點。“在我看來,世界變熱的時分便是所謂的世界大爆破。”
該理論名叫脹大理論,現在有很多理論模型在與之競賽,盡管沒人知道世界為何擴張得如此敏捷,但由于該理論可以很好地解說潤滑平整的世界微波布景(脹大保留了較小的動搖,抹平了較大的動搖),其支撐者越來越多。
其它理論
而近期的研討使脹大理論發作了一些波濤。研討顯現,世界中部分區域(如咱們的可觀測世界)的脹大或許會中止,而其它區域的脹大則或許繼續下去,這就將世界分裂成了一系列彼此獨立的區塊,各自具有“一套可以幻想得到的世界性質”。許多物理學家并不喜愛這種“多重世界”的設想,由于它會發作無數種無法檢驗真偽的估測。
世界學家以為,就像引起細微的溫度和密度改變相同,世界脹大會在世界微波布景中發作貫穿星系的引力波,現有的試驗技能應該現已滿足靈敏、可以監測到這一現象,但直至現在,咱們仍未觀察到這種原始的時空漣漪。
許多研討人員還在等候愈加準確的世界微波布景丈量技能,對現在的多種脹大模型進行證明或證偽,但其他物理學家并不以為世界的“潤滑”存在任何問題,或許世界剛開端時便是四處平等共同的,無需更多解說。
盡管試驗學家還在努力提高試驗技能的準確度,但一些理論學家現已拋棄了脹大理論,企圖尋覓其它能解說世界為何如此“平整”的理論,例如正在研討“大跳動”模型,該模型以為,世界的起始點比原先以為的還要早,世界曾經歷過一段時期的縮短,使時空變得滑潤,為后來發作的爆破性擴張做好預備。世界學家期望能發現一些新痕跡,并借此提出新理論。
世界中還能找到其它可觀測的特征嗎?過幾年再來問世界學家這個問題,期望屆時現已有了答案。
本文標題:大爆炸理論還代表著宇宙學家根據如今觀察到的蛛絲馬跡
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