宇宙大爆炸

时间:2024-10-29 14:26:26编辑:阿奇

宇宙大爆炸是怎么形成的?

宇宙大爆炸,简称大爆炸(英文:Big Bang)是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前),并经过不断的膨胀到达今天的状态。 比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化(例如空间的均一和各向同性)。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去的距离曾经很近。从这一观点物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个极高密度且极高温度的状态,在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而,由于当前技术原因粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是初始状态之后宇宙的演化图景。当前所观测到的宇宙中轻元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中最初的几分钟内,通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的轻元素的丰度的理论被称作太初核合成。 大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳恒态理论的倡导者,他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处。霍伊尔后来为恒星核合成的研究作出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应从轻元素制造出某些重元素的途径。1964年宇宙微波背景辐射的发现是支持大爆炸确实曾经发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。


宇宙大爆炸是怎么产生的?

1、宇宙大爆炸形成原因是宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。宇宙大爆炸大约发生在150亿年前。
2、大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的宇宙大爆炸,简称大爆炸(英文:Big Bang)是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前),并经过不断的膨胀到达今天的状态。 比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化(例如空间的均一和各向同性)。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去的距离曾经很近


宇宙最初的大爆炸距今大概过去了多少年?

根据人类目前的探测结果(2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果)显示,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年。 大爆炸和宇宙的诞生宇宙诞生于大爆炸时,它是一个难以想象的炽热密集点。当宇宙只有 10的-34次方秒左右的年龄时,它经历了一场令人难以置信的膨胀爆发,称为暴胀,其中空间本身膨胀速度超过光速。在此期间,宇宙的大小至少翻了 90 倍,几乎瞬间从亚原子大小变为高尔夫球大小。理解膨胀宇宙的工作来自理论物理学和天文学家直接观察的结合。然而,在某些情况下,天文学家无法看到直接证据——例如与宇宙微波背景相关的引力波,即大爆炸的残余辐射。 在暴胀之后,宇宙继续增长,但速度较慢。随着空间膨胀,宇宙冷却并形成物质。大爆炸后一秒钟,宇宙充满了中子、质子、电子、反电子、光子和中微子。 在宇宙诞生的前三分钟,轻元素在一个被称为大爆炸核合成的过程中诞生。温度从 100 非亿 (10的32次方) 开尔文冷却到 10亿 (10的9次方) 开尔文,质子和中子碰撞产生氘,氢的同位素。大多数氘结合生成氦,还生成了微量的锂。 在最初的 380,000 年左右,宇宙基本上太热而无法发光。创造的热量以足够的力量将原子粉碎在一起,将它们分解成致密的等离子体,质子、中子和电子的不透明汤,像雾一样散射光。在大爆炸大约 380,000 年后,物质冷却到足以在复合时代形成原子,从而产生一种透明的电中性气体。这一组释放了大爆炸期间产生的初始闪光,今天可以检测到宇宙微波背景辐射。然而,在这之后,宇宙陷入了黑暗,因为还没有恒星或任何其他明亮的物体形成。 大爆炸后大约 4 亿年,宇宙开始从再电离时代的宇宙黑暗时代中出现。在这段持续了超过 50 亿年的时间里,气体团块坍塌形成了第一批恒星和星系,其高能紫外线电离并摧毁了大部分中性氢。尽管宇宙中的物质通过引力拉动自身,宇宙的膨胀逐渐放缓,但在大爆炸后大约 50或60亿年,一种现在被称为暗能量的神秘力量开始加速膨胀。宇宙再次出现,这种现象今天仍在继续。在大爆炸之后的 90 亿年后,我们的太阳系诞生了。 大爆炸尽管我们可能会从它的名字中进行想象,但大爆炸并不是以人们通常认为的方式发生的爆炸。宇宙并没有膨胀到太空中,因为在宇宙出现之前,空间并不存在,相反,最好将大爆炸视为宇宙中各处空间同时出现。自大爆炸以来,宇宙并没有从任何一个点膨胀——相反,空间本身一直在拉伸,并携带着物质。由于宇宙的定义涵盖了我们所知的所有空间和时间,宇宙正在膨胀或导致大爆炸的原因超出了大爆炸模型的范围。尽管存在对这些问题进行推测的模型,但迄今为止,它们都没有做出可实际检验的预测。 总结大爆炸意味着我们所在的宇宙诞生,大爆炸这个模型是描述宇宙的源起与演化的宇宙学模型。也是现在大多数人都相信的理论。

宇宙大爆炸发生在多少亿年前

宇宙大爆炸发生在137到138亿年前。宇宙大爆炸发生的具体时间目前仍然有争议,还不能完全确定。但比较一致的看法是,宇宙大爆炸发生在距今137~138亿年前。在1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说时,并没有提到发生的时间。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说,但他估算的时间只有几十亿年。直到1946年,俄裔美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。宇宙的组成宇宙几乎完全由暗能量、暗物质和普通物质组成。其他包括电磁辐射(估计占宇宙总能量的0.005%或接近0.01%)和反物质。在宇宙的历史中,所有类型的物质和能量的比例都发生了变化。在过去20亿年中,宇宙中产生的电磁辐射总量减少了二分之一。当前包括原子、行星、恒星、星系和生命在内的普通物质仅占宇宙质能总量的4.9%。当前这类物质的总体密度非常低,大约为4.5×10-31g/cm³,相当于每4立方米体积中只有一个质子的密度。暗能量和暗物质的性质是未知的。以上内容参考百度百科-宇宙

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