首页  >  科普与人物  >  航天知识 > 正文

今天的宇宙是怎样演变来的

发布日期:2008年08月28日字体: 【大】【中】【小】

  如果星系目前正在彼此远离,那它们过去必定靠得更近,也就是说,较早时代的宇宙,物质密度会更高。继续这一推理就意味着过去必定存在一个有限的时刻,那时宇宙中的物质被压缩为极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度,就可估计出那一时刻距今约100亿~200亿年。这段时间对所有星系来说是共同的,那一时刻通常被称为“大爆炸”,也就是我们宇宙的开端。

  如果这一推论不错,那么宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙龄”所界定的上限。借助卢瑟福所开创的利用物质中放射性同位素含量测定其形成年代的方法,人们测量了地球上最古老的岩石、“阿波罗号”宇航员从月球上带回的岩石以及从行星际空间掉到地球上的陨石样本,发现它们的年龄均不超过47亿年。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据热核反应提供恒星能源的理论,人们估计出银河系中最老恒星的年龄为100亿~150亿年。用这两种完全不同的方法得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致,这对大爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。

  “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。它是现代宇宙系中最有影响的一种学说,又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。

  根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。

  宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。

  然而,大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释,“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西?

  宇宙有始而无终,这是英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金对宇宙的起源和归宿问题提出的最新解释。

  据英国《星期日泰晤士报》 报道,霍金与其合作者、英国剑桥大学数学物理教授图罗克最新提出的“开放暴胀”理论认为,宇宙最初的模样像一个豌豆大小的物体,悬浮于一片没有时间的真空,“豌豆”状的宇宙存在的时间与"大爆炸"相隔一个极短瞬间。

  该理论认为,“豌豆”状的宇宙在“大爆炸”前的瞬间内经历了被称为“暴胀”的极其快速的膨胀过程。另外,霍金和图罗克还根据“开放暴胀”理论推断,宇宙最终将无限地膨胀下去,而不是像一些天文学家所认为的,膨胀到一定程度后会在引力作用下收缩。

  霍金和图罗克的新理论在科学界引起了不同的反应,而英国的一些著名天文学家则出言谨慎。他们指出,霍金的新理论完全是按照物理学定律纯理论推算的结果,它是否揭示了宇宙的本质还有待干实际观测的考验。据悉,美国将于两年后发射一颗卫星来测量宇宙大爆炸遗留的微波辐射,这很可能为霍金的理论提供检验。

分享:
【关闭】 【打印】

必威登录平台☛「官网进入」