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是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?

admin 2019-10-28 200人围观 ,发现0个评论

今日,只评论一个论题:国际大爆破理论真的发生过吗?咱们应不应该信任国际大爆破理论?

或者说,是谁规划了国际?

一、广义相对论,开的不仅仅一个脑洞

上个世纪初,爱因斯坦提出了广义相对论,以为牛顿的万有引力,实际上是物体曲折了时空。

他作了一个很风趣的比方,时空就像一张蹦床,假设放一个比较重的球,“蹦床”外表就会洼陷;假设重球周围有小球,都会向这个洼陷翻滚。

由这个理论,爱因斯坦揣度,太阳质量这么大,其他恒星宣布的光,落进太阳构成的时空洼陷里,必定会曲折。

后来,这个揣度被英国科学家爱丁顿证明,他不只观测到了太阳背面的恒星,而且核算出的光线偏转视点,与爱因斯坦广义相对论猜测的简直如出一辙。

一个猜测能够用数学表达,并被观测证明,这才叫科学。

那广义相对论怎样跟国际大爆破联系起来了呢?

广义相对论被证明晰科学性之后,爱因斯坦又用这个理论核算国际运转的方法,不算不知道,一算吓一跳。

成果显现,国际很不安稳,每个天体都被拉向其他更大质量的天体,直到悉数坠入同一个坑内。

国际要……自我消灭?

其时,以为国际静态、安稳的观念占干流,爱因斯坦不太信任这个核算,还发明晰一个国际常数,这样国际就安稳了。

可是,他之前的核算是对的,国际的确不是静态的。

对立天体间引力的,便是国际的胀大。

比利时科学家勒迈特提出,假设国际真的在胀大,那么今日的国际必定比昨日的大,昨日必定比前天大;反过来向前推是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?,那便是越来越小,最终得到一个很小的、细密的点,也称为“国际蛋”。

这便是大爆破理论的起点。

二、观测国际胀大的亮堂“灯塔”

咱们说过,不能经过观测、实证查验的理论,不算科学。

后来,公然有人观测到了国际的胀大。

这个人叫哈勃。

这位地理学家提出了闻名的哈勃规则,这个规则简略说便是,国际中的天体,离地球越远,脱离地球就越快。这个速度,便是闻名的“退行速度”。

而哈勃规则,经常被用来核算悠远星系的间隔。

比方,曾经很多人以为仙女座在银河系里边,后来经过哈勃规则测算,仙女座到地球的间隔大于银河系的直径,由此得出定论,仙女座处于另一个星系。

人们调查国际的视界,被大大拓宽了。

那么,国际标准这么庞大悠远,科学家是怎么丈是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?量的呢?

这就需求一个符号物,一个在暗夜里还宣布激烈光辉的“灯塔”——造父变星。

这种星体不安稳,亮度呈周期性的改变,科学家找到了它闪耀周期的规则,经过这个规则,就能核算出这个星系间隔地球的间隔。

三、火车出站的汽笛声,竟然与国际有联系?

当一列火车出站时,初步的汽笛声总是比较尖锐,远去时总是比较消沉。

你没有听错,初中物理就讲过,叫做“多普勒”效应。

当火车向你开过来时,声波波长缩短了,而且速度越快,波长就越短,频路就越高;反过来,当火车脱离你运动时,声波波长变长了,频率也变低了。

光相同如此。科学家们假设能检测悠远星系的光谱,核算一下光波的波是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?长,就能知道它们的运动状况和速度了。

正是靠了这种方法,科学家发现了红移现象。

由于赤色是可见光中波长最长的一边,星系光谱向赤色光方向偏移,阐明这些星系都在远离地球,国际的确是越来越大,正是这种胀大在对立引力。

从而,科学家又发现了星系与地球的间隔、脱离地球的速度之间的联系,那便是间隔越远,速度越快。

在最悠远的当地,退行速度乃至能够逾越光速。

就像一个被逐步吹大的气球,球面上每个点都在相互远离对方。

所以,你还能够幻想这样的情形,假设时间忽然倒流,国际就会用相同的速度缩短,各个星系以飞快的速度靠拢。

由于远的快,近的慢,天体会在同一时间回到原点,也便是奇点。

四、国际大爆破理论遇到的应战

国际大爆破理论尽管有数学建构,有观测支撑,但也不是那么完美。初步的时分,是有两个很大缺点的。

一个是“时标困难”。哈勃依据自己找到的规则,核算出算国际年纪大约18亿岁,而地质科学家检测发现地球的年纪超过了30亿岁。

这怎样或许?

后来,德国地理学家巴德用大幅提高精度的望远镜,发现造父变星其实有两类,一类热而亮堂,一类比较昏暗,哈勃没有估测精确,是由于没有区别这两类。

从头校准后,星系离地球的间隔提高了一倍,国际的年纪也大了一倍。

后续科学家们不断校准,确认国际的年纪应该在100亿岁到200亿岁之间。

尽管差错如此巨大,但也算处理了大爆破理论的这个缺点。

另一个缺点是“原子丰度”。

请原谅,我在看的时分,脑袋也是懵的,这词儿整的太硬了。

实际上,原子丰度便是国际中各种原子丰厚的程度。

比方,地心是由铁原子组成,地球大气主要是氮原子和氧原子,太阳则是氢原子和氦原子。

假设国际大爆破发生了时空,那么,各种原子的数量应该比较均衡才对。

但现实恰好相反。

氢和氦两种原子占了国际中所有原子的99.9%。

这也太不公正了吧?

有了疑问,就会有科学家回答。

这次是美国核物理学家乔治•伽莫夫。

他提出,国际建立之初是一锅“氢原子汤”,其他原子都是由氢原子经过核反应发生的。

这事说起来简略,做起来不容易。

他的理论,相同用数学作为东西,丈量得到了国际从大爆破到今日任何时间的温度和密度。

五、又一个重要依据

这个依据大名鼎鼎,在刘慈欣《三体》中也呈现过:国际微波布景辐射。

国际大爆破之初,到处是光。30万年后,国际温度下降,一部分光便穿越国际向外辐射。

科学家以为,这些光波辐射,即便100多亿年后也不会彻底消失,这便是“国际微波布景辐射”,国际大爆破理论最重要的依据。

可是,这种辐射十分之弱小,仅相当于零下260多摄氏度的天体发出的热量。

按说,找到这个辐射难度太大了,但在机缘巧合之下,竟然让科学家碰到了。

贝尔实验室有一台十分精细的射电天线,主要是承受卫星发回的信号。科学家们在查看天线功能时,发现不管哪个方向,都能收到一种微波噪音。

他们竭尽方法扫除搅扰,包含从头查看、布线,清洁天线等等,便是无法消除这个噪音,所以便得出一个定论:这个噪音好像布景音,是天然存在的。

很快,国际研讨国际地理的科学家给出了解说:这个消是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?除不了的微波噪音,便是科学家们苦苦寻觅的国际布景微波辐射!

六、霍金提出了国际大爆破之外的另一个模型

霍金是附和国际大爆破理论的,而且与数学家罗杰•彭罗斯,一同提出了“彭罗斯-霍金奇点定理”。

他们用谨慎数学方法证明晰,假设广义相对论是正确的,而且国际中切当有咱们观是谁设计了这个世界:宇宙大爆炸真的发生过吗?测到的那么多恒星、星系等物质,那么国际在很久曾经,必定是诞生于一个奇点。

可是,霍金又引进量子理论,提出了一个天壤之别的无鸿沟唐聿劼国际模型。

咱们都知道,物理学最中心的两大基础理论,一个是管微观的相对论,另一个是管微观的量子力学。

但让人奇怪的是,两个理论是非分明,用相对论研讨粒子,用量子理论研讨天体,都是不或许的。

而霍金,却以为研讨奇点的时分,有必要把相对论和量子力学结合起来。

依据广义相对论,国际只需两种或许,要么存在无限长的时间,要么就以奇点为初步。但假设把量子力学引进来之后,就会呈现一种新的或许:一个“有限无界”的国际。

什么意思呢,便是时空有限,可是没有鸿沟。

就像地球,体积是稳定的,但咱们不管向哪里走,都仍是在地球上。

无鸿沟国际模型里的国际,是一个时空交错的四维国际。

在这个国际中,时空就像是地球的外表,在范围上是有限的,但却没有构成鸿沟,也没有构成奇点。

这个国际是彻底自给自足的,不受任何外在事物影响,也没有创生和消失的时间,它便是存在自身。

当然,这仅仅一个想象,现在干流的国际模型,仍然是大国际爆破模型。

七、几点启示

1,只需不是科学家,咱们普通人看待物理理论,相对论也好,奇点也好,实际上都是理性的,是从哲学视点来了解的;

2,实在的科学理论,必定能够用数学言语来表达,而且勇于承受查验;

3,科学从不以为自己穷尽了真理,也不以为能够解说全部,仅仅对事物的认知迈进了一步;

4,咱们崇尚科学,不是对每一个既定公式顶礼膜拜,而是既谦逊又勇于置疑,一直仰视星空,不断探究。

所以,仍是以为咱们生活在一个实在国际更好一些。

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