人類一直在探尋宇宙的起源。直到如今,“大爆炸”宇宙誕生學(xué)說一直被天文學(xué)界普遍認(rèn)同。 大爆炸宇宙誕生學(xué)說認(rèn)為,宇宙是由大約137億年前的一次大爆炸形成的。 宇宙大爆炸模擬圖 大爆炸理論認(rèn)為,宇宙起源于一個(gè)沒有空間,卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。這個(gè)奇點(diǎn)的體積很小,但溫度極高,密度極大,內(nèi)部的物質(zhì)只能以電子、光子和中微子等最基本的粒子形態(tài)存在,光主宰著能量形式。 奇點(diǎn)隨著內(nèi)部基本粒子的相互碰撞,溫度越來越高,內(nèi)部壓力越來越大。 大約137億年前,奇點(diǎn)發(fā)生了大爆炸,爆炸溫度超過兩萬億度。大爆炸使物質(zhì)四散出去,產(chǎn)生空間,宇宙由此誕生。宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應(yīng)開始下降。 宇宙溫度降到兩萬億度以下后,原來奇點(diǎn)中的粒子合成了原始質(zhì)子和中子。 質(zhì)子和中子模擬圖 隨著溫度的繼續(xù)下降,降到約30億度,原始質(zhì)子和中子合成了氫、氦這類輕的穩(wěn)定的原子核, 化學(xué)元素開始形成。接著又形成了鋰和鈹[pí]這類比較輕的化學(xué)元素。 一萬年以后,隨著宇宙的膨脹,空間越來越大,光子的波長被拉長,能量也隨著減弱。再加上化學(xué)元素的不斷增加,宇宙的動(dòng)力形式開始由物質(zhì)所主導(dǎo)。 大爆炸后30萬年后,宇宙溫度降至約3000度,化學(xué)元素合成分子,又復(fù)合成氣體。當(dāng)時(shí)宇宙主要成分為氣態(tài)物質(zhì),氣態(tài)物質(zhì)逐步在自引力作用下凝聚成密度較高的星云,星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系,最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/p> 星云的圖片,光亮處是 大爆炸宇宙誕生論的產(chǎn)生過程是這樣的。 1608年,在荷蘭米德爾堡市的一個(gè)眼睛店門前,兩個(gè)小孩在玩弄幾片透鏡,他們通過前后兩塊透鏡看遠(yuǎn)處教堂上的風(fēng)標(biāo),兩人興高采烈。小孩的興奮引起了店內(nèi)眼鏡師漢斯·李波爾的注意,李波爾拿起兩片透鏡一看,遠(yuǎn)處的風(fēng)標(biāo)被放大了許多。李波爾跑回商店,把兩塊透鏡裝在一個(gè)筒子里,經(jīng)過多次試驗(yàn),漢斯·李波爾發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。他為自己制作的望遠(yuǎn)鏡申請(qǐng)專利,并遵從當(dāng)局的要求,造了一個(gè)世界上第一個(gè)雙筒望遠(yuǎn)鏡。 雙筒望遠(yuǎn)鏡 1609年,伽利略在知道荷蘭人已有了望遠(yuǎn)鏡后,伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡(后被稱為伽利略望遠(yuǎn)鏡),并用來觀測(cè)天體。伽利略是利用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體取得大量成果的第一位科學(xué)家。 他發(fā)現(xiàn)銀河系是由無數(shù)單個(gè)的恒星組成的;把人類的視野從太陽系,擴(kuò)展到銀河系。 18世紀(jì)英國皇家天文學(xué)會(huì)第一任會(huì)長赫歇爾用他制造的更大倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡,發(fā)現(xiàn)了銀河系2500星云和星團(tuán),描繪出了銀河系的面貌。赫歇爾開創(chuàng)了恒星天文學(xué),被譽(yù)為恒星天文學(xué)之父。 20世紀(jì),美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃,使用一臺(tái)200英寸口徑的望遠(yuǎn)鏡,發(fā)現(xiàn)了銀河系以外的星系,開創(chuàng)了星系天文學(xué),建立了大尺度宇宙的新概念,哈勃被稱為星系天文學(xué)之父。 1922年,哈勃他注意到,地球遠(yuǎn)處星系的顏色比近處星系的顏色稍紅些,并且在逐漸變紅,稱為“紅移現(xiàn)象”。哈勃仔細(xì)測(cè)量了這種紅化,光的顏色與它的波長有關(guān)。在光譜中藍(lán)光位于短波端,紅光位于長波端。遙遠(yuǎn)星系的紅化意味著它們的光波波長已稍微變長了。意思就是星系離我們?cè)竭h(yuǎn),它就顯得越紅。 哈勃總結(jié)出了一個(gè)具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn),即:不管你往哪個(gè)方向看,遠(yuǎn)處的星系正急速地遠(yuǎn)離我們而去,而近處的星系正在向我們靠近。換言之,宇宙正在不斷膨脹。這也意味著,時(shí)間越往前推,星系間的距離就越近。這為宇宙起源于一個(gè)奇點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。 星系越紅,說明離我們?cè)竭h(yuǎn) 1932年,比利時(shí)天文學(xué)家和宇宙學(xué)家勒梅特,提出現(xiàn)代大爆炸理論。該理論認(rèn)為宇宙開始于一個(gè)小的原始“超原子”的災(zāi)變性爆炸,提出“原 1948年,出生于俄國的美國核物理學(xué)家、宇宙學(xué)家喬治·伽莫夫在勒梅特“原始原子”爆炸起源的基礎(chǔ)上,發(fā)展成為大爆炸宇宙學(xué),至今被廣泛認(rèn)同。 |
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