天文系列||探索宇宙的诞生:四大皆空的虚无中一个“点”爆发了

宇宙的前世今生一直是人类渴望了解的,宇宙是静态的嘛?宇宙有多大?宇宙中的物质和能量起源是什么?宇宙到底是什么时候诞生的?这些问题一直萦绕着宇宙学家的心中久久不去。

关于宇宙的起源问题目前最被科学家所接受的就是宇宙大爆炸,138.2亿年前在没有能量、物质、时间、空间的四大皆空的虚无中一个无限致密、炽热、质量无限大的奇点爆发了,宇宙开始膨胀直到今天我们看见的宇宙。

宇宙模型的认识

科学家认为宇宙就是平坦稳态的,这种宇宙模型的观念在19世纪和20世纪初是深入人心的。爱因斯坦也受这种宇宙观念的影响,爱因斯坦在1915年提出了自己的广义相对论。他曾用自己的广义相对论场方程来研究宇宙的演变,出乎意外最终得出了动态宇宙的模型,认为宇宙应该是膨胀的。

但是受限于当时的宇宙观,爱因斯坦认为他场方程错了,而不是稳态宇宙模型错了。因此在自己的场方程中加入了宇宙常数,让宇宙重归稳态。原以为这样就结束了,但是事实证明真理永远不会被埋没,20世纪二十年代大口径的光学望远镜也发展的很好。哈勃在1929年对24个星系进行了全面的研究发现这些星系的谱线都存在红移现象:这意味着这些星系都在不断远离,按照这个趋势那么在很久之前它们离的应该很近。哈勃在1929年提出了哈勃定律认为宇宙是在膨胀的,爱因斯坦听说这件事后曾亲自去找哈勃观看宇宙红移现象。最终结果大家都知道了,宇宙常数是多余的,爱因斯坦认为这是自己一生中犯下的最大错误。

宇宙从你什么时候开始膨胀哪?

上个世纪30年代的时候科学家们已经接受了宇宙在膨胀的事实,但是又出现了另外一个问题宇宙从什么时候开始膨胀。根据哈勃定律星系的退行速度和距离是成正比的,这意味着距离我们越远的星系退行速度就越大。根据普朗克卫星测量结果得出最新的哈勃常数值如下:

H=67.80(km/s)/Mpc(Mpc指的是百万秒差距大约等于300万光年)

这个数值表达的是每增加300万光年的距离,星系的退行速度增大67.8km/s。根据这个数值计算的宇宙年龄大约是138.2亿年。

宇宙大爆炸假说

1948年美国的科学家伽莫夫提出了宇宙大爆炸的概念,宇宙红移现象是这个假说的最重要的证据。1965年第二个证据也出现了,美国科学家膨齐亚斯和威尔逊发现了宇宙空间中存在波长很短的电磁波,这个发现要也让两位科学家获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

这些电磁波被认为是宇宙大爆炸的余晖,也是宇宙中最古老的光被称为宇宙背景微波辐射。这种微波在宇宙空间处处都存在,没有发射中心但是有一个温度3k,这束光来自于宇宙大爆炸后的38万年。

宇宙大爆炸学说目前是仍在发展中的学说,星系的红移现象和宇宙背景微波辐射的发现都可以证明这个假说的正确性、合理性。目前宇宙因为暗能量的存在正在加速膨胀,未来宇宙将走向何方无从而知,热寂很可能是宇宙的最终命运。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删

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