首页 我的图书馆 个图VIP
大爆炸

1965年,美国贝尔电话公司年轻的工程师阿诺-彭齐亚斯和罗伯特-威尔逊,在调试他们那巨大的喇叭形天线时,出乎意料地接收到一种无线电干扰噪声。无论他们怎样调整天线,在天空中的任何方向上都能接收到这种噪声,而且各个方向上信号的强度都一样,也没有任何变化。这种噪声的波长在微波波段,它相当于零下270摄氏度(绝对温度3度)的物体发出的电磁波。他们分析后认为,这种噪声肯定不是来自人造卫星,也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系,因为在转动天线时,噪声的强度始终不变。

后来,经过进一步测量和计算,得出这种电磁波辐射温度为绝对温度2.7度(2.7K),一般称为3K宇宙微波背景辐射。这一发现使科学界为之振奋。原来,很多科学家认为,宇宙产生于150亿至200亿年前的一次大爆炸,爆炸发生后,我们的宇宙从最初的高温状态膨胀到现在,已经很冷了。根据计算,大爆炸后残余的辐射量很小,相应温度大约在6K。彭齐亚斯和威尔逊等人的观测结果竟与理论预言的温度如此接近,正是对大爆炸理论非常有力的支持。这是继哈勃发现红移后的又一重大天文发现。宇宙微波背景辐射的发现,为观测宇宙开辟了一个新领域,也为各种宇宙模型提供了一个新的观测约束,它因此被列为上个世纪60年代天文学四大发现之一。彭齐亚斯和威尔逊也于1978年因此而获得了诺贝尔物理学奖。

红移理论证明宇宙在膨胀,宇宙微波背景辐射证明了爆炸后残余的热量。

宇宙在膨胀。显然,在过去,所有的物质一定都聚集在一起。如果把今天看到的星系的运动倒退回去,就会把我们带到100多亿年前的一瞬间,那时星系们都集中在一点上。这就是膨胀的起源。大多数天文学家认为宇宙大爆炸是一次相当小的爆炸。早期宇宙的环境把能量直接转化为等量的物质和反物质,大约只是1000克的原料。片刻后,更大的事情发生了:宇宙胀了起来,在非常短的时间内,宇宙增大了1050。(从比原子还小的规模骤增到比一个星系还大)膨胀释放出大量的能量,产生出更多的物质,并形成了控制宇宙的四种基本作用力(引力、强作用力、弱作用力、电磁作用力)。大爆炸散发的能量形成了成对的虚粒子:一个物质,一个反物质。它们随后即刻湮灭了对方。但是这两种相反的物质粒子并没有完全湮灭。随着宇宙的冷却,这两种粒子变得越来越不稳定,衰变成夸克和轻子。每产生1亿个夸克和轻子,就出现99999999个反粒子。就是这一小小的不平衡,使得物质战胜了反物质,也才有了今天我们见到的宇宙中的一切。

随着宇宙的冷却,胶子把每三个夸克拉在一起,形成了相同数量的质子与中子。在第一秒结束时,一些中子开始衰变成质子。当温度下降到9亿摄氏度时,质子和中子的比例是7比1。剩余的中子迅速与质子结合,形成原子核。当最初三分钟结束时,已经没有自由中子了。详细的计算结果预言了大爆炸的灰烬,也就是那些在最初三分钟内产生的元素的组成比例:77%的氢,23%的氦和0.0000001%的锂。人们对鹰状星云的气体分析结果证实了这些数字。

经历了最初的三分钟,在第一个原子核产生后,宇宙平息下来。此后的25万年中,宇宙的成分并没有改变,而是随着继续膨胀而变得稀薄。大部分的能量以辐射的形式存在。光子与原子核和电子处于持续的相互作用中,谁也控制不了谁。光子从一个粒子那儿反弹回来,和另一个粒子相撞,接着是另一个粒子。光线不能直线传播,因此宇宙是不透明的。温度的继续下降影响到了粒子,电子的速度也降低。到了大爆炸后的30万年,温度下降到了3千摄氏度。带负电的电子进入了围绕带正电的氢核和氦核的轨道,第一代原子诞生了。这些原子没有和辐射相互发生作用,因此光线可以以直线的形式传播很远。宇宙开始变得透明了。只有爆炸的余热以背景辐射的形式保存下来。

第一代恒星几乎全部是由大爆炸产生的气体氢和氦构成的。它们在短暂的生命中,产生了新的元素,如碳和氧,并在超新星爆炸时把它们抛向太空,使其结合在第二代恒星和行星、卫星中。除了氢、氦、锂,今天宇宙中其他元素都是由恒星产生的。

本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报
下载APP,好文好书随时看
来自:蹉跎人生  > 天文
举报
[荐]  原创奖励计划来了,万元大奖等你拿!
猜你喜欢
类似文章
给一些关于量子方面的知识?
反物质疑云
宇宙中的暗物质、暗能量、反物质,它们之间的逻辑关系是什么?
王为民__宇宙大爆炸学说的缺陷
反物质不具现实威胁 科学家钱思进全面揭秘
那个“比原子弹还可怕”的东西终于浮出水面了(组图)
更多类似文章 >>
生活服务
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!