探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)

宇宙异常的美丽,难道不是吗?它包罗万象,从极大到极小的物质与形态,应有尽有,无穷无尽。没错,宇宙中也存在着不那么好的因素,但总体来说,科学家们一致认为,宇宙的存在或许是一件好事。这个理念让该领域所有的科学家都为宇宙的探究奉献力量,这就是众所周知的宇宙学。宇宙学家们在探寻宇宙,并且把关于宇宙形成的各种零散的理论结合在一起。宇宙现在是什么样子?以后会是什么样子?刚开始的时候又是什么样子?

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(1)

这是爱德温·鲍威尔·哈勃率先提出的:我们的宇宙在不断地扩大。这意味着所有的东西都应该开始于在无限的热量和无限的小的点之中发生的巨大爆炸。这个观点也就是以前开玩笑所指的“宇宙大爆炸”。但是根据各种资料显示,这个概念和这个名称是不统一的(有各种各样的喊法,但我们喜欢这样称呼它)。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(2)

我们已经知道,在宇宙大爆炸之后,宇宙开始降温,形成了我们今天所看到的星星和银河。宇宙学家们对此有很多的观点,但是我们可以通过在实验室重铸那个高温、高密度的初期环境来探究宇宙的起源,粒子物理学家们已经做了这个工作。

在过去的一个世纪里,粒子物理学家一直在研究怎么拥有更高能量的实物和力量。首先,要在宇宙射线的影响下,然后是粒子加速,这需要在很大的能量之下,通过机器把亚原子的粒子粉碎。加速的能量越大,能够有效探测到的时间就越久远。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(3)

如今,世间万物大部分是由原子组成的。但是在宇宙大爆炸几百秒之后,由于温度太高,电子不能与原子核组成新的原子。取而代之的是,宇宙是由漩涡流的亚原子组成的。在宇宙大爆炸几秒钟后,此时的温度还是很高,高到能够控制那些让原子核内的质子和中子结合在一起的力量。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(4)

更进一步的是,在宇宙大爆炸后的几微秒,在正准备从夸克(夸克是标准粒子物理模型形成的基本模块之一)形成中子和质子的时候,这个能量大到能让夸克紧紧地结合在一起。物理学家们希望达到更大的能量,回到所有物质都合为一体的时候,这样才能更容易地去理解宇宙的起源。他们需要建设出更大的粒子对撞机,还需要更深入地结合我们已有的知识,关于这个无比庞大却又无比微小的宇宙,并把这些有意思的观点分享给别人,当然也包括你。这就是它本来应该有的样子!因为毕竟,关于“宇宙”这个话题,我们都同在。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(5)

相关名词翻译

大爆炸理论是一个描述可观测宇宙从早期到晚期大尺度演化的模型。模型描述了宇宙是如何从一个高密度高温度的状态膨胀的,并且提供了对很多现象的解释,包括轻元素丰度,微波背景辐射(CMB),大尺度结构和哈勃定律(越远的星系以越快的速度远离地球)。如果把观测到的情况用已知的物理定律随着时间向前推,就会预言出,在高密度时期之前,大爆炸从一个奇点开始。当前的知识不足以判断奇点是否是最原始的。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(6)

自从乔治勒梅特1927年发现一个扩张的宇宙可以被回溯到一个最开始的起点,科学家们在他的观点之上建立了宇宙膨胀。科学界曾经一度被分为了两种派系,一类支持大爆炸,一类支持静态宇宙理论,但很多的经验证据强烈的支持大爆炸,大爆炸现在被普遍的接收了。1929年,在对星系红移的分析中,爱德温哈勃得出结论,星系在互相离开,这是一个宇宙膨胀的重要证据。1964年,微波背景辐射被观测到了,是一个支持热大爆炸模型的关键证据,因为这个理论在发现背景辐射之前就预言了背景辐射在宇宙中无处不在。

探索宇宙起源的方法(给初学者宇宙的起源)(7)

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. TED-Ed- fang fang- Minji Seo-流星魂

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