宇宙必须要有个开端,否则重元素的比例肯定不会那么低

对于宇宙,由于我们走不出去,也没有发现外星人,而且光速还是恒定的,因此有不少的人就开始提出一些奇形怪状的想法。

有人认为我们目前所观测到的宇宙,然后得到的研究结果不过是一种自我良好的安慰而已。有人认为宇宙的存在只不过是虚幻一场,它的存在只是被某种智慧编码出来的而已。有人认为在宇宙中,我们仅有蜗牛一般的光速,这明显就是高级外星人的一种技术压制,它们限制了我们对整个宇宙更深层次的探知。也有人认为我们的太阳系是被外星人圈养起来的动物园,我们夜晚所见到的星空不过是一种虚幻信息的投影而已。

其实,无论是哪种认为,这都不过是一种娱乐的幻想罢了。但是,曾经的我确实是比较趋向于去怀疑我们仅是依靠电磁波的信号来观测并判断的一些宇宙事实,这个会让我们所观测研究得到的成果与实际的到底有没有偏差,如果是有偏差,那么偏差度到底能有多大。

为什么我们可以通过观测就能判断宇宙的年龄有137亿年,为什么我们能肯定普朗克时间是从宇宙大爆炸开始至10的负43次方秒,为什么我们知道在宇宙大爆炸后的千分之一秒会发生物质与反物质湮灭的事件,为什么我们可以知道宇宙中重元素在宇宙中的比例不足1%。这些数据到底是怎么得出来的,以本民科的水平,那肯定是没能力知道的,但是,我们可以试图去了解一些宇宙学中已被基本确认存在的事实,天文物理学家就是通过这些基本被确认的事实而一步一步地将整个宇宙所发生的历史,以及现象给推导出来的。

那么,当前我们的宇宙学有哪些是可以基本确认存在的事实呢?

第一,在大尺度的范围内,宇宙中的星系分布是均匀的

很多人应该见过宇宙星系全景图,宇宙全景图是一个根据天文观测而描绘出来的图像。在这图像中,中间类似于地球赤道的近乎空白的区域,其实那是银河系的平面。在银河系的平面中有很多的尘埃,很多气体星云,所以我们能在这个平面上观看到的星系数量就会少很多。

第二,哈勃关系

哈勃关系其实指的就是宇宙的加速膨胀,天文学家利用星系做标准烛光来观察星系的退行的速度,离我们越远的星系,它的退行速度也就越大。这说明宇宙中几乎所有的星系都在加速地远离我们。

第三,宇宙微波背景辐射

1964年,彭齐亚斯跟威尔逊利用他们的超高灵敏度的天线搜索到了宇宙微波背景辐射,当时它们测出的温度是3.5K,这与实际的2.7K已经非常的接近了。

之后,先后有名为COBE、WMAP、PLANCK的卫星上天重新测量了宇宙微波背景辐射的辐射温度,在测试温度的时候,其实它们还发现背景辐射的温度是存在着10的负5次方量级的温度起伏,即能量涨落的。别看这微小的10的负5次方的温度起伏,这起伏就如同蝴蝶效应一般,有了它的存在,宇宙才能演化到今天的这副模样。

第四,宇宙元素的比例

目前所观测到的事实是,氢元素在宇宙中的占比为75%,氦元素的为25%,而重元素的比例小于1%。我们知道恒星在演化的过程中它是不断地将氢聚变成氦,再聚变成碳氧铁,甚至在超新星爆炸的是还会聚变成更重的元素的。但是,如果我们所观测到的宇宙不是137亿年,或者是没有个年龄的话,没有个开端的话,那么宇宙中的重元素的比例是不可能那么低的。

第五,光子数比重子数多极多倍与反物质粒子数极少

在宇宙的早期,正反粒子有10的负9次方不对称(这是推测,非观测事实),其余对称的正反粒子相互接触后湮灭了,然后全部化为了光子,这也就是如今所观测得到的宇宙中的光子数比重子数多出10的9次方倍的事实。宇宙中的正反粒子湮灭之后仅剩下了如今的10的负9次方正粒子。

虽然有人质疑我们目前所观测到的宇宙到底与真实的宇宙是否有很大程度上的偏差,但是物理天文学的观测是基于一步一个脚印地去探索的。只有脚下的这一步站稳了,那才能踏出下一步,否则就会出现一步错,步步错的困境。有人说,也许我们太过于相信数据,但数据的本身其实就是一种基于宇宙物理规律而反馈出来的,如果我们不相信它,那还能相信什么呢?

当然,若可以选择不相信的话,那可能就是我们的技术了。因为随着时代的发展,可探测的精密度越来越高,然后我们所观测到的数据与真实的宇宙差距肯定也就会越小。

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