宇宙真的从一个“奇点”开始?科学家:宇宙暴胀在先,没有奇点!


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宇宙真的从一个“奇点”开始?科学家:宇宙暴胀在先,没有奇点!




138亿年前 , 我们的宇宙出现在一个“奇点”——一个无限密集、炽热且极其微小的点 。 在一声巨响后 , 宇宙开始了 。 #宇宙大爆炸#

这就是“宇宙大爆炸”理论 , 大部分宇宙学家和理论物理学家都赞同这一理论 , 因此也成了宇宙起源和演化的最被接受的宇宙学模型 。 而且有充分的证据表明 , 宇宙确实经历了早期的快速膨胀——在万亿分之一秒内 , 宇宙膨胀了10^78倍 。 即使是现在 , 宇宙仍在以不断加速的速度膨胀 。

然而 , 宇宙真的是从一个奇点开始的吗?当科学家逆向推理时 , 发现我们有一个不同的状态:宇宙膨胀先于并建立了大爆炸的早期、炽热而密集的状态 。 简单来说 , 大爆炸不再是宇宙的开始 。
宇宙大爆炸理论的一些证据!
大爆炸理论成为解释宇宙起源和演化的主流理论 , 有很多证据 。

首先是哈勃–勒梅特定律 , 大爆炸本质上是空间本身的膨胀 , 它确实释放了大量的物质和辐射 , 接着产生了亚原子粒子和原子 。 最后引力最终将它们拉在一起 , 形成了数百万年的恒星和星系 。 同时定律指出 , 星系正以与其距离成正比的速度远离地球 。 而一个星系越远 , 它的光越红移 , 它的移动速度就越快 。
其次就是宇宙微波背景辐射(CMBR) 。 在1965年 , 贝尔电话实验室的两名科学家阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)建造无线电接收器时发现存在一些他们无法消除的信号 。 无论他们将接收器指向哪里 , 它都会出现 , 似乎信号从四面八方传来 。 最终 , 他们意识到这个信号是宇宙的背景辐射 , 因此获得了1978年的诺贝尔物理学奖 。
其他证据是 , 宇宙中氦、氢、氘、氚、锂和其他微量元素的含量正是理论上认为的:如果发生大爆炸 , 宇宙中的氦含量约为25% 。 事实上 , 氦占太空中原子的25% 。
根据模拟 , 星系的形成和演化也可以被认为是大爆炸理论的证据 , 主要是因为它们将自己组织成大型结构的方式 , 例如星团和超星系团 。 还有其他证据 , 但对空间红移、CMBR、大量轻元素和星系演化的观察被科学家称为“大爆炸的四大支柱” 。
【宇宙真的从一个“奇点”开始?科学家:宇宙暴胀在先,没有奇点!】大爆炸的时间表!
使用大爆炸理论 , 宇宙可以分为几个发展阶段 。
首先 , 有一个初始奇点 , 宇宙的所有能量和时空都被“困”在一个极其密集、炽热的斑点中 。 此时 , 理论上宇宙仅跨越10^-35米 , 温度超过10^32°C(普朗克温度) 。 量子涨落导致了一段超热的宇宙膨胀 , 被认为是宇宙超快速指数膨胀的开始 。

宇宙膨胀也建立了宇宙的初始属性 。 正是在这些阶段 , 夸克结合形成强子、电子和质子碰撞形成中子和中微子 , 中子和中微子重新形成新的质子-电子对等 。
随着宇宙进一步冷却 , 质子和中子被束缚在氢、氦和锂等元素的轻原子核中 。 这被称为大爆炸核合成(BBN) , 它发生在大爆炸后大约10秒到20分钟之间 。 CMBR的中性原子和光子起源较晚 , 在一个名为“重组”的时期 。
大约20分钟后 , 宇宙的温度和密度已经下降到核聚变无法继续的地步 。
随着宇宙的温度和密度继续下降 , 电离的氢和氦原子捕获电子形成中性原子 。 随着电子与原子结合 , 宇宙最终变得对光透明 。 同时 , 光子从与电子和质子的相互作用中释放出来 , 可以自由移动 。 我们可以在CMBR中检测到的正是这些光子 。

接着到了一个通常被称为“黑暗时代”的时期 , 因为此时第一个原子已经形成 , 但它们还没有合并成恒星 。 尽管存在光子 , 但没有恒星可以发出可见光 。 直到大爆炸后大约4亿年 , 第一颗恒星形成为止 , 它一直保持这种状态 , 这一时期也称为再电离 。

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