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争论中的“大爆炸”:宇宙是如何开始的?

2019年09月02日 15时58分15秒 点击次数:94

争论中的“大爆炸”:宇宙是如何开始的?

  新浪科技讯 北京时间6月19日消息,据国外媒体报道,“大爆炸”一词对不同的人有不同的含义,最普遍的含义是,它描述了可观测宇宙从致密、炽热的原始状态变得稀薄、不断冷却的过程,根据这一描述,宇宙正在不断扩张,而这一理论就像生物学界的“适者生存”学说一样,很少有人质疑。

  大爆炸理论还代表着宇宙学家根据如今观察到的蛛丝马迹、还原宇宙140亿年历史的最佳尝试,说得更具体些,大爆炸还可以指可观测宇宙的诞生,即事物开始变化、最终导致如今的一系列事件发生的那一瞬间。

  关于那短短的一瞬间里究竟发生了什么,宇宙学家已经争论了数十年,且至今仍未有定论。

  经典大爆炸理论

争论中的“大爆炸”:宇宙是如何开始的?

  在人类历史的大部分时间里,观星者们都认为宇宙是永恒、亘古不变的,而埃德温·哈勃在上世纪20年代进行的观测引起了轩然大波:他的观测显示,银河系之外不仅存在其它星系,且这些星系的光线呈拉伸状,这一迹象说明它们正在远离地球。

  当代比利时物理学家乔治·勒梅特将哈勃等人的观测数据解读为宇宙正在扩张的证据,而就在这不久之前,爱因斯坦刚刚发布了广义相对论的场方程,也提出了宇宙扩张的可能性,勒梅特向前倒推,认为各个星系如今虽彼此分离,但最开始必定都聚集在他所谓的“原始原子”中。

  勒梅特的理论就是现在所说的“宇宙大爆炸”,而“大爆炸”一次的首次公开使用,其实出自该理论的批评者、英国天文学家弗雷德·霍伊尔。

  1949年3月28日,霍伊尔在为自己支持的理论辩论时,首次创造了这个词。他认为宇宙是永恒的,会不断创造出新物质、以弥补宇宙扩张造成的物质稀释,霍伊尔称“宇宙中的全部物质均诞生于遥远过去某个特定时间点发生的一场大爆炸”的说法并不合理。

  “大爆炸这个词很差劲!”

争论中的“大爆炸”:宇宙是如何开始的?

  普林斯顿大学宇宙学家保罗·施泰因哈特指出,用“大伸展“可能更为贴切。施泰因哈特认为,“爆炸”这一意象容易导致混淆,它暗示着存在一个中心点、不断向外扩张的边缘、以及小碎片在前、大石块在后的飞散景象,但宇宙扩张与这些描述大相径庭,并不存在所谓的中心点和边缘,并且大小星系散开的速度并无区别(尽管在暗能量的影响下,远处星系的运动速度会更快一些)。

  不管名字起得是否贴切,大爆炸理论能够很好地解释我们的观测结果,这一点暂无其它理论能够比拟,因此被人们广泛接受,例如,在宇宙刚刚诞生的三分钟之内,光与质子和中子等粒子之间达到的平衡使早期元素形成的速率,刚好与现在宇宙中氦和其它轻原子的数量相符。

(责任编辑:海纳百川)