小星球大爆炸 攻略:宇宙大爆炸到底是咋回事?能详细说一下么?

先砸答案小星球大爆炸 攻略:宇宙大爆炸学说是众多宇宙模型之一,目前被绝大多数天文学家所认可。

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宇宙大爆炸这个问题如果细说的话实在是太复杂,可以写一本书了,所以本文只做个概述小星球大爆炸 攻略。

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一、宇宙学和宇宙大爆炸宇宙学是天文学的一个分支小星球大爆炸 攻略,相对论宇宙学有是宇宙学的一个分支。它包括:基于爱因斯坦场方程的动力学宇宙理论,膨胀宇宙模型,大爆炸模型和暴胀模型。所以我们看到宇宙大爆炸模型是广义相对论宇宙学众多宇宙模型中的一个。

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二、相对论宇宙学的进展1、相对论宇宙学原理

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爱因斯坦根据观测事实总结出一条原理:在宇观尺度上(10^8光年以上),宇宙中的物质始终均匀各向同性地分布着。

2、爱因斯坦的“有限无边静态宇宙”模型

这是一个三维宇宙空间。这个三维宇宙不是一个实心球,它是四维时空中的一个三维超球面。在这个有限无边的三维宇宙中,时间可以是无头无尾无止境的,所谓的有限无边指的是三个空间维度。

3、宇宙学常数

爱因斯坦希望用自己的场方程求解出来自己的宇宙学模型,但是,他的场方程是牛顿引力公式的推广,只有引力没有斥力,这个宇宙就不可能是稳定的,不是静态的,所以他在自己的方程中加了一个所谓的宇宙项,这个项就是宇宙学常数。

4、膨胀宇宙模型和脉动宇宙模型

1922年,前苏联物理学家弗里德曼用没有宇宙项的场方程得到了一个严格解,这是一个动态的脉动或膨胀的宇宙模型。1927年,一位比利时神父勒梅特得到了类似膨胀或脉动的宇宙模型。于是两个模型得到了学术界的认可,爱因斯坦承认了他们两人是对的,并且表示放弃自己的静态模型。事实上,爱因斯坦的静态模型是膨胀或者脉动模型的一种特殊情况。

5、哈勃定律

天文学家早就发现,绝大多数遥远星系发射的光的光谱线都向红端移动,只有极少数的星系光谱线发生蓝移。1929年,美国天文学家哈勃通过天文观测总结出一条规律:星系的宇宙学红移与星系与地球的距离成正比。

三、大爆炸宇宙模型6、火球模型

最早提出宇宙爆炸、演化思想的是比利时神父勒梅特。他认为宇宙最初是一个熵很小、有序度极高的一个蛋。这个宇宙蛋不断膨胀、混乱度不断增加,最后演化成我们这个宇宙。他用热力学而不是广义相对论描述了这个演化,他认为自己的工作解决了“上帝创造宇宙”和“宇宙膨胀模型”之间的矛盾。后来俄国物理学家伽莫夫完善了这个模型的形成过程。这一个“火球模型”,被反对它的人嘲笑为“大爆炸模型”。

这个模型的重点其实不是这个模型本身,而是它首创了宇宙演化的理念。

7、观测结果对大爆炸宇宙模型的支持

有三个观测结果支持大爆炸宇宙模型:1)哈勃定律;2)宇宙中氦元素的丰度;3)宇宙微波背景辐射。粒子物理和广义相对论首次出现了携手并进的局面。

四、大爆炸宇宙模型的矛盾和疑难大爆炸宇宙模型取得了空前的成功,并且得到了观测事实的支持,但是它也存在一些矛盾和疑难,只不过,这些矛盾和疑难只涉及大爆炸后远小于1秒的极早期宇宙。

8、大爆炸宇宙模型的视界疑难

我们今天观测到的宇宙是均匀的,可是根据大爆炸宇宙模型逆推,在极早期宇宙的许多区域之间又不可能有因果联系,那么今天的均匀性是怎么形成的呢?这就是所谓的视界疑难,也称均匀性疑难活因果性疑难。

9、大爆炸宇宙模型的平直性疑难

物理学家按照宇宙演化的规律逆推,认为普朗克时期结束时的宇宙物质密度和临界密度必定在很多位有效数字上相同,而又恰巧不完全相等。否则我们的宇宙就不可能经过漫长的演化而具有今天的准平坦性。根据大爆炸宇宙模型,我们现实宇宙的初始条件竟然会如此特殊,人们称对初始条件的这个要求为平直性疑难,也称微调疑难。

10、宇宙早期的暴涨模型

根据大统一理论,宇宙在诞生早期温度和能量极高,电、弱、强相互作用是统一的。随着宇宙的演化,温度降低到临界温度以下,宇宙内部的对称性将自发破缺,强作用与弱、电作用才表现出不同。

大统一理论利用希格斯标量场的自作用有效势能密度来解释对称性自发破缺的出现,以及宇宙普朗克时期结束后暴涨模型的能量来源。

总结:应该说大爆炸理论还是很成功的,它给出了今天的宇宙空间几何非常接近平直的结果。虽然我们还无法从这个结果中确切得知宇宙空间是否封闭的问题,但这个大爆炸模型告诉我们,今天的宇宙可能是非常接近于临界态,但是没办法确定它是处在临界态的哪一侧。

补充:由于宇宙核合成的研究已经推断出宇宙学密度在早期无限小于1,因此暴涨模型还强烈地暗示了这个宇宙的主要组分是非重子物质。多年的研究已经使科学家们相信,我们的宇宙中除了占比极小的重子物质之外,还存在大量的暗物质和暗能量。