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探求宇宙奥秘 了解宇宙最初百分之一秒以及之前的那段时间

时间:2020-07-14 01:39:44

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探求宇宙奥秘 了解宇宙最初百分之一秒以及之前的那段时间

本文乃作者荒野说科学原创,未经允许请勿转载,图片来源于网络,如侵权请联系删除,谢谢!

在最初进行三分钟宇宙活动结束时,宇宙的组成主要是光、中微子和反中微子。仍有少量的核物质,由 73% 的氢和 27% 的氦组成。此外,还有从电子与正电子湮灭时期遗留下来的少量电子,数量与核物质相同。

这些物质继续迅速分离,温度变得越来越低,密度变得越来越小。几十万年之后,温度降到足够低。在这样的温度条件下,电子能够与核相结合,形成氢原子和氦原子。由此产生的气体在引力作用下开始形成气团, 并最终凝聚形成当今宇宙的星系和恒星。

中微子

然而,在包含在其中的组分形成分期间它是在前三分钟所产生的那些成分。比如,从哲学角度来看,另一个更有吸引力的理论是所谓的“稳恒态模型”。20 世纪 40 年代末,赫尔曼·邦迪、托马斯·戈尔德和弗雷德·霍伊尔(其表述方式与其他人稍有不同)提出了这一理论。

根据这个理论,宇宙基本上就一直是现在这个样子。随着它的膨胀,新物质不断被创造出来,填补了星系间的空隙。从潜在可能性上讲,有关宇宙为何是目前对于这种经济状况的问题都可用这一思想理论来回答。

宇宙

可以说,这是因为它能够保持不变唯一方法。宇宙起源问题被排除了,因为根本就不存在早期宇宙。这就是我们如何来它的“标准模式”?它又是如何取代其他理论,如稳恒态模型的呢?

这个共识的取得不是因为哲学倾向的转变,也不是因为受天体物理学界名流的影响,而是从经验中得到的数据结果,是对现代天体物理学必备的客观性的赞美。发现遥远星系后退和发现充斥在宇宙中的微弱无线电静电,都是从天文观测中发现的。

星系

对科学史学家来说,这是我们一个重要内容进行丰富的故事:既有自己错误的开端,错失的良机,又有理论上的先入为主和学生个性的展示。综述完科学家们观测到的宇宙学现象之后,我试图将零散的数据汇总在一起,刻画出一幅连贯清晰的早期宇宙物理状况图。

这样,我们就能追溯到更为详细的宇宙最初三分钟的状况了。在追溯过程中,可以采用电影似的处理方法,即一格一格地观察宇宙如何膨胀、如何冷却、如何形成。另外,我们还试图窥探对我们来说仍是谜一般的时代——最初百分之一秒以及之前的那段时间。

宇宙膨胀

我们真的相信这个标准模型呢?会不会有新的发现推翻它, 并使用以及其他宇宙起源学说取代中国当前的标准进行模型?它会恢复稳定状态模型吗?我无法否认在描述最初三分钟时,总有一种不真实感,我们是否真的知道自己在谈论什么。

然而,即使标准模型最终会被取代,它仍然在宇宙学史上发挥过非常重要的作用。目前,人们很是推崇通过标准模型去检验物理学和天文物理学的理论思想,尽管这只是近十年的事情。

宇宙起源

另外,使用标准模型作为理论基础来证明天文观测项目是否可行也已成为司空见惯的事情。因此,标准模型提供了一种不可或缺的语言,使理论家和观测人员能够互相理解各自所做的工作。如果标准模型有朝一日被一种更好的理论所取代,那或许也是因为人们根据标准模型得出了更好的观测结果或计算结果。

我将简要地谈谈宇宙的未来。它可能会影响一直不断膨胀发展下去,变得越来越死寂。或者,它也有可能再次收缩, 使它们重新恢复到原本的组成粒子。 到那时,在预测最后三分钟的事件进程时,我们在理解最初三分钟所面临的所有问题又将重新出现。

粒子

最重要的是,现在是写一些关于早期宇宙内容的大好时机。因为,在过去的几十年中,一种关于早期宇宙事件发展过程的详细理论,作为一种“标准模型”,已得到了广泛的认可。能够说出在最初一秒钟、最初一分钟或最初一年,宇宙是什么样子,那真是一件非常了不起的事情。

令人兴奋的是能够量化地把情况弄清楚,能够说出某个时刻宇宙的温度、密度和化学成分是这样的或那样的数值。的确,到目前为止,我们对这些数值的准确性还都没有绝对的把握,但起码我们现在在谈论这些事情的时候能够有一点自信,这就足以让人兴奋不已了。我也想表达给读者这种兴奋。

参考资料:《宇宙的秘密》《宇宙起源》

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