宇宙的形成 (宇宙是怎么形成的?)

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宇宙的形成 (宇宙是怎么形成的?)

终极问题

话说存在人类文明,古人们就开端思考:宇宙到底是如何形成的?

几乎每个时期最强的学者都在思考这个问题,这样的状态一直连续至今。我们来举个例子,牛顿是科学史上大神级的学者,他提出了万有引力定律统一了天界和地球上的物理学规律,但他同时又很纠结,因为他一直不明确宇宙是如何出生的。在牛顿这里,他管这个叫做第一推进力,他终生都在思考着这个问题,但始终没能给出一个令人满意的答案。

大家可以思考一下这么一个问题,牛顿的万有引力定律说的是万物之间有彼此吸引的力。

依照这个说法,宇宙中的万物都会在引力的作用下会向中心集合,最后集合成一个点,可是我们并没有视察到这个现象。这也让牛顿很无奈,于是,他提出了一个补救方法,他以为宇宙是无穷大的,处处都是中心,处处引力平衡,宇宙也就不会向中心集合了。但是谁推进了这些天体,他就没法说明了。

我们把研讨宇宙整体演变的理论称为宇宙学。牛顿在思考的这个问题就是宇宙学问题,在宇宙学的研讨历史上有许多大名鼎鼎的人物,在牛顿之前有亚里士多德,托勒密、哥白尼、开普勒;在牛顿之后,还有爱因斯坦,勒梅特,伽莫夫等人。

而如今宇宙学主流的理论其实是CDM模型,其中代表暗能量,CDM代表冷暗物资。这个模型其实预示着未来宇宙学研讨的前沿方向,也就是暗能量和暗物资,研讨它们可以知道未来宇宙的走向。

而CDM模型又是树立在大爆炸模型之上的。大爆炸模型说明了宇宙的形成,以及过去的演变路径。

大爆炸模型

如今说明宇宙形成的主流科学理论是大爆炸模型。这里多说一句,科学、神学、哲学都属于说明系统,它们的着重有所不同,科学依附的是情势逻辑、体系的试验和观测来求证,神学是诉诸于宗教威望来说明宗教经典,哲学这是纯洁理性的思辨。它们各自有各自的范式,没有谁高百思特网谁低,更没有谁比谁好,完整取决于你信任哪个。由于我是科学范畴的创作者,因此,我这里重要讲述科学对于宇宙形成的主流理论。

大爆炸理论的依据是在爱因斯坦广义相对论的场方程,爱因斯坦在得到这个方程时,就发明宇宙是随着时光的流逝而膨胀的。

他自己是不太认可这个观点的,爱因斯坦有自己的宇宙观,他以为宇宙是静态的,用大白话说就是宇宙是永恒的。

于是,为了让广义相对论的场方程符合自己的宇宙观,爱因斯坦在这个场方程中加了一个宇宙学常数百思特网,只要这个常数进行合理的取值,宇宙就可以处于静态。

不过,许多科学家是不认可爱因斯坦这样去操作的。他们以为这个宇宙学常数应当被去掉,宇宙就应当是膨胀,如果依照时光往回推演,那宇宙就应当是出生于一个奇点的。当然,这个说法和爱因斯坦加了个宇宙学常数的做法其实没什么差别。科学是讲求实证的,所以到底哪个对,客观地说,就应当依附是试验和观测。

也就是在上世纪20年代左右,有个叫做哈勃的天文学家,他长期在观测银河系的天体。他就发明绝大多数的天体都在离我们远去,并且离我们越远,远去的速度就越快。

那哈勃的发明能解释什么呢?

我们不妨来思考一个问题,如果这是天体在活动,那实际上不应当大多数的天体都在离我们远去,而且也不应当离我们越远就远离得越快。应当是有的向着我们靠近,有的远离我们。因此,只有一种说明,那就是空间在膨胀,带着这些天体远离我们,而不是天体本身在活动。

哈勃发表了自己的观测成果,这也宣布这个宇宙学常数是过剩,须要移出广义相对论场方程。据说爱因斯坦得知这个资讯时,曾感慨给广义相对论场方程加上宇宙学常数是自己这一生做出最大的毛病。

这也是宇宙大爆炸的第一个观测证据。随后,关于宇宙形成的研讨陷入了几乎停止的状况,直到一批粒子物理学参加到了相干的研讨。他们对宇宙大爆炸的早期演变进行了详细的研讨,并且提出了另外两个症结证据,一个是宇宙的氦元素丰度,一个是宇宙微波背景辐射。

不过,客观地说,在那个时期,研讨宇宙大爆炸是极其小众的,科学界都不太看好这个理论。因为当时的科学家认为这个理论有点太扯了,可信的证据只有哈勃的观测,这还不够。

后来,到了上世纪60年代,还真的有人发明了宇宙微波背景辐射。随后,科学家也对氦元素丰度进行肯定。这两个证据都和理论预言的十分接近。也就是说,宇宙大爆炸理论的三百思特网个症结证据都被找到了。这个时候,科学界才开端看重这个理论,并且开端把它作为主流的科学理论对待,一直连续至今。

如今,依据最新的普朗克卫星的观测,我们知道宇宙出生在138亿年前,如今宇宙中的物资粒子都是在宇宙大爆炸之后4分钟内形成的。

到了宇宙大爆炸之后38万年,宇宙温度降低到3000度左右,宇宙从粒子粥一样的混沌状况变得透明,光子开端在宇宙中穿梭,原子构造得以形成,而太阳系形成于46亿年前。

我想你确定想问,宇宙大爆炸之前是什么样子?

霍金曾经给过这样的一个说明,宇宙是万物的联合,包括了物资、能量、时光和空间等一切。也就是说,时光在宇宙爆炸之后才存在,因此也就不存在宇宙之前是什么?

客观地说,这个说法,连科学界不太接收。如果我们细心想想,这个问题其实就是牛顿曾经纠结过的“第一推进力”问题的现代版本。如今,它还是个谜一样的存在。