宇宙大暴炸

宇宙大爆炸僅僅是一種學(xué)說，是根據(jù)天文觀測(cè)研究后得到的一種設(shè)想。

大約在50億年前，宇宙所有的物質(zhì)都高度密集在一點(diǎn)，有著極高的溫度，因而發(fā)生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物質(zhì)開始向外大膨脹，就形成了今天我們看到的宇宙。大爆炸的整個(gè)過程是復(fù)雜的，現(xiàn)在只能從理論研究的基礎(chǔ)上描繪過去遠(yuǎn)古的宇宙發(fā)展史。在這150億年中先后誕生了星系團(tuán)、星系、我們的銀河系、恒星、太陽系、行星、衛(wèi)星等。現(xiàn)在我們看見的和看不見的一切天體和宇宙物質(zhì)，形成了當(dāng)今的宇宙形態(tài)，人類就是在這一宇宙演變中誕生的。

人們是怎樣能推測(cè)出曾經(jīng)可能有過宇宙大爆炸呢？這就要依賴天文學(xué)的觀測(cè)和研究。我們的太陽只是銀河系中的一兩千億個(gè)恒星中的一個(gè)。像我們銀河系同類的恒星系 —— 河外星系還有千千萬萬。從觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了那些遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們而去，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系，飛奔的速度越快，因而形成了膨脹的宇宙。

對(duì)此，人們開始反思，如果把這些向四面八方遠(yuǎn)離中的星系運(yùn)動(dòng)倒過來看，它們可能當(dāng)初是從同一源頭發(fā)射出去的，是不是在宇宙之初發(fā)生過一次難以想像的宇宙大爆炸呢？后來又觀測(cè)到了充滿宇宙的微波背景輻射，就是說大約在150億年前宇宙大爆炸所產(chǎn)生的余波雖然是微弱的但確實(shí)存在。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)宇宙大爆炸是個(gè)有力的支持。

宇宙大爆炸的觀點(diǎn):

1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個(gè)宇宙最初聚集在一個(gè)“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。美籍俄國(guó)天體物理學(xué)家伽莫夫第一次將廣義相對(duì)論融入到宇宙理論中，提出了熱大爆炸宇宙學(xué)模型：宇宙開始于高溫、高密度的原始物質(zhì)，最初的溫度超過幾十億度，隨著溫度的繼續(xù)下降，宇宙開始膨脹。

1965年，彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)了宇宙背景輻射，后來他們證實(shí)宇宙背景輻射是宇宙大爆炸時(shí)留下的遺跡，從而為宇宙大爆炸理論提供了重要的依據(jù)。他們也因此獲1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

20世紀(jì)科學(xué)的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的體現(xiàn)。他對(duì)于宇宙起源后10-43秒以來的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋.

宇宙的起源：最初是比原子還要小的奇點(diǎn)，然后是大爆炸，通過大爆炸的能量形成了一些基本粒子，這些粒子在能量的作用下，逐漸形成了宇宙中的各種物質(zhì)。至此，大爆炸宇宙模型成為最有說服力的宇宙圖景理論。然而，至今宇宙大爆炸理論仍然缺乏大量實(shí)驗(yàn)的支持，而且我們尚不知曉宇宙開始爆炸和爆炸前的圖景。

宇宙大爆炸理論:大爆炸理論

大爆炸理論是關(guān)于宇宙形成的最有影響的一種學(xué)說，英文說法為Big Bang，也稱為大爆炸宇宙論。大爆炸理論誕生于20世紀(jì)20年代，在40年代得到補(bǔ)充和發(fā)展，但一直寂寂無聞。直到50年代，人們才開始廣泛注意這個(gè)理論。

大爆炸理論的主要觀點(diǎn)是認(rèn)為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)的觀點(diǎn)，大爆炸的整個(gè)過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當(dāng)大，整個(gè)宇宙體系達(dá)到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。但是因?yàn)檎麄€(gè)體系在不斷膨脹，結(jié)果溫度很快下降。當(dāng)溫度降到10億度左右時(shí)，中子開始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子結(jié)合成重氫、氦等元素；化學(xué)元素就是從這一時(shí)期開始形成的。溫度進(jìn)一步下降到100萬度后，早期形成化學(xué)元素的過程結(jié)束（見元素合成理論）。宇宙間的物質(zhì)主要是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當(dāng)溫度降到幾千度時(shí)，輻射減退，宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì)，氣體逐漸凝聚成氣云，再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今天看到的宇宙。

大爆炸模型能統(tǒng)一地說明以下幾個(gè)觀測(cè)事實(shí)：

a）理論主張所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應(yīng)比自溫度下降至今天這一段時(shí)間為短，即應(yīng)小于200億年。各種天體年齡的測(cè)量證明了這一點(diǎn)。

b）觀測(cè)到河外天體有系統(tǒng)性的譜線紅移，而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應(yīng)來解釋，那么紅移就是宇宙膨脹的反映。

c）在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都是30%。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說明為什么有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說明這一事實(shí)。

d）根據(jù)宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計(jì)算宇宙每一歷史時(shí)期的溫度。

按照大爆炸理論，宇宙是150億年前從一個(gè)極小的點(diǎn)誕生的，從那里誕生了時(shí)間和空間、質(zhì)量和能量，從而由物質(zhì)小微粒聚集成大團(tuán)的物質(zhì)，最終形成星系、恒星和行星等。在大爆炸發(fā)生前，宇宙中沒有物質(zhì)，沒有能量，甚至沒有生命。

但是，大爆炸理論無法回答現(xiàn)在的宇宙在大爆炸發(fā)生之