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宇宙诞生之谜

2013-7-30 21:37| 查看: 2660

摘要: 人们常常会问:宇宙是永远不变的吗?宇宙有多大?宇宙是什么时候诞生的?宇宙中的物质是怎么来的?等等。
    人们常常会问:宇宙是永远不变的吗?宇宙有多大?宇宙是什么时候诞生的?宇宙中的物质是怎么来的?等等。
    当人类第一次把眼睛投向天空时,就想知道这浩瀚无垠的天空以及那闪闪发光的星星是怎样产生的。所以,各个民族、各个时代都有种种关于宇宙形成的传说。不过那都是建立在想象和幻想基础上的。今天,虽然科学技术已经有了重大进步,但关于宇宙的成因,仍处在假说阶段。归纳起来,大致有以下这么几种假说。
    到目前为止,许多科学家倾向于“宇宙大爆炸”的假说。这一观点是由美国著名天体物理学家伽莫夫和弗里德曼提出来的。这一假说认为,大约在200亿年以前,构成我们今天所看到的天体的物质都集中在一起。密度极高,温度高达100多亿摄氏度,被称为原始火球。这个时期的天空中,没有恒星和星系,只是充满了辐射。后来不知什么原因,原始火球发生了大爆炸,组成火球的物质飞散到四面八方,高温的物质冷却起来,密度也开始降低。在爆炸两秒钟之后,在100亿摄氏度高温下产生了质子和巾子,在随后的自由中子衰变的11分钟之内,形成了重元素的原子核。大约又过了1万年,产生1r氢原子和氦原子。在这1万年的时间里,散落在空问的物质便开始了局部的联合,早云、星系的恒星,就是由这物质凝聚而成的。在星云的发展中,大部分气体变成了星体,其巾一部分物质因受到星体引力的作用,变成了星际介质。

    1929年,哈勃对24个星系进行了全面的观测和深入的研究。“他发现这些星系的谱线都存在明显的红移。根据物理学中的多普勒效应,这些星系在朝远离我们的方向奔去,即所谓的退行。而且,哈勃发现这些星系退行的速度与它们的距离成正比。也就是说,离我们越远的星系,其退行速度越大。这种观测事实表明宇宙在膨胀着。那么,宇宙从什么时候开始膨胀?已膨胀多久了?根据哈勃常数H=150千米/(秒·千万光年),这个意义是:距离我们1000万光年的天体,其退行的速度为每秒150千米,从而计算出宇宙的年龄为200亿年。也就是说,这个膨胀着的宇宙已存在200亿年了。
    20世纪60年代天文学中的四大发现之一的微波背景辐射认为,星空背景普遍存在着3K微波背景辐射,这种辐射在天空中是各向同性的。这似乎是当年大爆炸后遗留下的余热,从某种意义上这也是支持了大爆炸宇宙学的观点。但是,大爆炸宇宙学也有些根本性问题没有解决。如大爆炸前的宇宙是什么样?大爆炸是怎么引起的?宇宙的膨胀未来是什么格局?
    一种是“宇宙永恒”假说。这种假说认为,宇宙并不是像人们所说的那样动荡不定,自从开天辟地以来,宇宙中的星体、星体密度以及它们的空间运动都处在一种稳定状态,这就是宇宙永恒假说。这种假说是英国天文学家霍伊尔、邦迪和戈尔特等人提出来的。霍伊尔把宇宙中的物质分成以下几大类:恒星、小行星、陨石、宇宙尘埃、星云、射电源、脉冲星、类星体、星际介质等,认为这些物质在大尺度范围内处于一种力和物质的平衡状态。就是说,一些星体在某处湮灭了,在另一处一定会有新的星体产生。宇宙只是在局部发生变化,在整体范围内则是稳定的。

    另一种是“宇宙层次”假说。这种假说是法国天文学家沃库勒等人提出来的。他们认为宇宙的结构是分层次的,如恒星是一个层次,恒星集合组成星系是一个层次,许多星系结合在一起组成星系团是一个层次,一些星系团组成超星系才又是一个层次。
    综合起来看,以上种种假说虽然说明了宇宙成因的部分道理,但还都缺乏概括性,还有继续探讨的必要。

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