如今几乎被物理学界一致接受的大爆炸理论,但宇宙有起点这一事实,让我们对起点产生了一系列疑问,比如宇宙为什么有起点,它是如何开始的?
但是接受大爆炸理论和想象它的影响是两回事,理论细节上还是有问题的,就是爆炸问题。
20世纪末,科学家们研究了大爆炸问题。由于这个理论已经被普遍接受,其中一个最大的问题就是外台空的温度出奇的一致。物理学家不接受同样的温度充满宇宙。几乎在他们看到的任何地方,宇宙都是如此之大,以至于这里的温度不可能和那里的温度一样。就像你的浴缸放满了冷水,需要时间往一边加热水。热分子使温度均匀需要时间。宇宙的年龄还不足以使温度相等,大爆炸理论也无法解释为什么两个遥远的点温度相同。
20世纪80年代,物理学家艾伦·格斯(Alan Gus)有一个观点,认为宇宙的热容量可能很小,这样小的热容量会有足够的时间让不同的点进行交换,达到相同的温度。
理论上,格斯认为宇宙的膨胀速度超过了光速和宇宙的速度极限。这就是通货膨胀理论。在理论产生的早期,科学家们认为有四种自然力,包括重力和电磁力,它们结合成一种超力。
在大爆炸中,超力被分为四种已知力:强核力、弱核力、重力和电磁力。但是在分离之前,当宇宙很小的时候,爱因斯坦的理论指出一切都很快,但是光不适用。可能发生了什么事情,导致宇宙膨胀的速度比光还快,导致了宇宙的一致性。
Gus说我们无法确切知道它是什么时候发生的,很可能是引力刚和其他三种力分开的时候发生的。如果膨胀确实发生,它将导致温度均匀性。
2001年6月,NASA发射了一颗卫星来确定古斯的膨胀理论是否成立。微波各向异性探测器的任务是拍摄大爆炸的余热。换句话说,NASA想要一张宇宙小时候的照片,他们可以和现在的宇宙对比。
2003年2月,科学家们得到了一个回声,一张宇宙38万年前的照片。清晰的数据让科学家们大吃一惊。正如早期人们认为的那样,膨胀理论是正确的。这些模型代表着将要生长的种子已经变成了今天的行星和星系。格斯通货膨胀理论的有力旁证。这些数据也给出了宇宙的年龄、位置、形状和演化的线索。
以前,其他科学对天文学有看法,因为天文学的理论比数据多。直到过去的数据被测量,大爆炸后的数据被高精度测量,科学家才能描述一个又一个模型,推导出很多结果,比如宇宙的大小、年龄、膨胀速度、组成等。
多亏了微波各向异性探测器卫星等现代工具,物理学家现在已经开发出了大爆炸后的事件模型。大爆炸后的百万分之一秒,形成了比原子还小的气泡。这就是宇宙,小得不可思议,热得不可思议。
在气泡中,重力、电磁力、强核力、弱核力这四种已知自然力构成了一种超力。大爆炸发生时,引力突然与超力分离。大爆炸后,宇宙逐渐冷却并放出能量,宇宙开始复合膨胀。这种复合膨胀保持了宇宙的一致性,微波各向异性探测器的图片证实了这一点。
BIGBANG发生后不到一秒,超力被分离成自然力。大约三分钟后,宇宙的温度降到一百万度左右,冷却到可以形成原子核的程度,然后形成氢原子,一部分氢聚合成氦。38万年后,光穿过了黑暗,彭齐亚斯和威尔逊发现的辐射就发生在那个时候!
10亿年后,恒星形成,产生氮、氧、碳等重元素。大约90亿年后,质量和引力的结合形成了一颗完美的恒星。压力导致核心升温,热量导致核聚变。星际风暴吹走了残留的气体,残留的尘埃形成了一个圆圈,最终形成了行星和卫星。
其中一个大星云被太阳系的碎片反复撞击,温度高到足以将氢氧化成水形成大气。液态水在星球表面堆积,神秘的水下化学反应最终产生生命,这就是地球和地球上生命的形成!
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