宇宙起源宇宙大爆炸

關(guān)于宇宙起源宇宙大爆炸第1頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三Ⅰ穩(wěn)態(tài)理論

Ⅱ大爆炸理論第2頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三大爆炸理論爆炸特點(diǎn)：溫度極高，密度極大爆炸反應(yīng)原理：量子物理第3頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過(guò)程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。第4頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三大爆炸模型能統(tǒng)一地說(shuō)明以下幾個(gè)觀測(cè)事實(shí)：第5頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三（1）大爆炸理論主張所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應(yīng)比自溫度下降至今天這一段時(shí)間為短，即應(yīng)小于200億年。各種天體年齡的測(cè)量證明了這一點(diǎn)。第6頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）觀測(cè)到河外天體有系統(tǒng)性的譜線紅移，而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應(yīng)來(lái)解釋，那么紅移就是宇宙膨脹的反映。第7頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三（3）在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都是30%。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說(shuō)明為什么有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說(shuō)明這一事實(shí)。第8頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三（4）根據(jù)宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計(jì)算宇宙每一歷史時(shí)期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng)始人之一伽莫夫曾預(yù)言，今天的宇宙已經(jīng)很冷，只有絕對(duì)溫度幾度。1965年，果然在微波波段上探測(cè)到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約為3K。第9頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起源于一個(gè)單獨(dú)的無(wú)維度的點(diǎn)，即一個(gè)在空間和時(shí)間上都無(wú)尺度但卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。至少是在120～150億年以前，宇宙及空間本身由這個(gè)點(diǎn)爆炸形成。第10頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三迷惑之處宏觀宇宙是相對(duì)無(wú)限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周?chē)鷧s是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無(wú)法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無(wú)緣無(wú)故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來(lái)呢？第11頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三人類把地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒(méi)有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒(méi)有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？第12頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三1929年，美國(guó)天文學(xué)家哈勃根據(jù)假說(shuō)提出星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說(shuō)。第13頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三哈勃定律只是說(shuō)明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒(méi)能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。第14頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三1994年，美國(guó)卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。第15頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。第16頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三1964年，美國(guó)工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙微薄輻射背景圖第17頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無(wú)限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)，所以不會(huì)無(wú)限膨脹。第18頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三穩(wěn)態(tài)理論諸如希臘哲學(xué)家亞里士多德的一些人，他們不喜歡宇宙有個(gè)開(kāi)端的思想。他們覺(jué)得這意味著神意的干涉。他們寧愿相信宇宙已經(jīng)存在了并將繼續(xù)存在無(wú)限久。某種不朽的東西比某種必須被創(chuàng)生的東西更加完美。他們對(duì)有關(guān)人類進(jìn)步的詰難的回答是：周期性洪水或者其他自然災(zāi)難重復(fù)地使人類回到起始狀態(tài)第19頁(yè)，講稿共21頁(yè)，2023年5月2日，星期三：我們現(xiàn)在所生存的宇宙起源于一次時(shí)空之門(mén)的開(kāi)啟。在許許多多平行宇宙中，有一個(gè)極其普通的平行宇宙，在這個(gè)宇宙中，質(zhì)量最大的一個(gè)黑洞的不斷地吞噬宇宙中的其他天體，它的質(zhì)量蟲(chóng)洞噴發(fā)說(shuō)不斷增大，大到其萬(wàn)有引力可以摧毀一切物質(zhì)形態(tài)，首先將其核心變?yōu)槟芰矿w，能量逐漸積蓄，最終沖破其外殼，向外釋放能量，形成蟲(chóng)洞，時(shí)空之門(mén)打開(kāi)。當(dāng)能量釋放完全后，蟲(chóng)洞停止噴發(fā)，時(shí)空之門(mén)關(guān)閉。而噴出來(lái)的高能粒子，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演變后，形成了我們現(xiàn)在所生存的宇宙；那個(gè)噴發(fā)的蟲(chóng)洞則變?yōu)橄惹?/p>