[2006。3。30]天文生物探索部（天文组）大爆炸理论的是与非（整理加收藏）欢迎懂行的大人进

千哀 · 发表于 2006-3-30 07:40:17

大爆炸理论（Big Bang）是[U]宇宙物理学[/U]关于[U]宇宙[/U]起源的理论。根据大爆炸理论，宇宙是在大约140亿年前由一个[U]密度[/U]极大且[U]温度[/U]极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的[U]哈勃定律[/U]下[U]星系[/U]远离的[U]速度[/U]，同时根据[U]广义相对论[/U]的[U]弗里德曼模型[/U]，宇宙[U]空间[/U]可能膨胀。[U]延伸[/U]（数学上同[U]插值[/U]相反）到过去，这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中，宇宙的[U]物质[/U]和[U]能量[/U]的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么，广义相对论认为有一个[U]引力奇点[/U]，但物理学家对此意见并不统一。

科学家假象的爆炸瞬间：

大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化，这段时间通过计算大概在距今137亿（1.37 × 1010）年前；但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论，[U]乔治·盖莫夫[/U]在[U]1948年[/U]预测了[U]宇宙微波背景辐射[/U]的存在。[U]1960年代[/U]，这一辐射被探测到，有力地支持了大爆炸理论，从而否定了另一个比较流行的[U]稳恒态宇宙理论[/U]。

大爆炸模型：

该模型能统一地说明以下几个观测事实：

　　a）理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。

　　b）观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。

　　c）在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。

　　d）根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。

发展历史

大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的，在实验观测方面，[U]1910年代[/U]，[U]维斯特·斯里弗尔[/U]（Vesto Slipher）和[U]卡尔·韦海姆·怀兹[/U]（Carl Wilhelm Wirtz）证实了大多数[U]旋涡星云[/U]正在退离[U]地球[/U]，不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么，也不认为发现的[U]星云[/U]其实是[U]银河系[/U]外的其他[U]星系[/U]。同时在理论上，[U]爱因斯坦[/U]的[U]广义相对论[/U]成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过[U]度量张量[/U]描述的宇宙不是膨胀就是收缩，爱因斯坦认为他自己解错了，并加入了一个[U]宇宙学常数[/U]来进行改正。第一个不使用宇宙学常数，而真正认真将广义相对论运用到宇宙学中的是[U]亚历山大·弗里德曼[/U]，他的方程所描述的宇宙称为Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker宇宙，时间是[U]1922年[/U]。[U]1927年[/U]，[U]比利时[/U][U]天主教[/U]牧师[U]勒梅特[/U]独立推导出Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker方程，并在螺旋星云后退现象的基础上提出了宇宙是从一个“初级原子”“爆炸”而来的—这就是后来所谓的大爆炸。

[U]1929年[/U]，[U]爱德文·哈勃[/U]为勒梅特的理论提供了实验条件。哈勃证明这些旋涡星云其实是星系，并通过观测[U]仙王座δ[/U]的星体测算出了他们之间的距离。他发现，星系远离地球的速度同它们与地球之间的距离刚好成正比，这就是所谓[U]哈勃定律[/U]。根据宇宙学的原理，当观测足够大的空间时，没有特殊方向和特殊点，因此哈勃定律说明宇宙在膨胀。这一观点存在两种互相对立的可能性：一种是由勒梅特提出，盖莫夫支持和完善的大爆炸理论；另一种则是[U]霍伊尔[/U]的稳恒态宇宙模型。在稳恒态宇宙模型里，新物质在星系远离留下的空间中不断产生，从而宇宙基本不变化。其实这个理论的提出是出于讽刺勒梅特的大爆炸理论的，最开始是在[U]1949年[/U]通过BBC广播节目形式传播的，论文《物质的特性》（The Nature of Things）发表于[U]1950年[/U]。

之后的许多年，这两种理论并立，但观测事实开始支持一个演变子热密状态的宇宙。[U]1965年[/U][U]宇宙微波背景辐射[/U]的发现使人们认为大爆炸理论是宇宙起源和演变最好的理论。[U]1970年[/U]以前，很多宇宙学家认为宇宙可能在膨胀以前先收缩，这样可以避免从弗里德曼模型推出一个无限致密的“荒谬”的[U]奇点[/U]。比较有代表性的是Richard Tolman的[U]脉动宇宙模型[/U]（oscillating universe）。[U]1960年代[/U]末，[U]史蒂芬·霍金[/U]等人证明这个假设行不通，因为奇异点是爱因斯坦引力理论的直接和重要推论。之后大多数宇宙物理学家开始接受广义相对论所描述的宇宙在时间上是有限的。但是，由于对于[U]量子引力[/U]规律缺乏认识，现在还不能断定这个奇异点到底是真正集合意义上的无限小点，还是物理收缩过程可以无限进行下去，从而间接达到宇宙在时间上无限。
现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关，或者是它的延伸，或者是进一步解释，例如大爆炸理论下星系如何产生，大爆炸时发生的物理过程，以及用大爆炸理论解释新观测结果等。90年代后期和二十一世纪初，由于望远镜技术的发展和人造探测器收集到大量数据，大爆炸理论又有了新的巨大突破。大爆炸时期宇宙的情况和数据可以计算得更加精确，并产生了很多意想不到的结果，比如宇宙的膨胀在加速。

理论
大爆炸理论测算出宇宙的年龄是137±2亿年，这一计算是通过对[U]Ia型超新星[/U]的观测，对[U]宇宙背景辐射[/U]强度的测量，以及对星系[U]相关函数[/U]的测量得出的。这三个独立测算所得到的结果一致，从而被认为是所谓更详细描述宇宙中星系性质的[U]Lambda-CDM model[/U]的有力证据。早期的宇宙充满了同源同性的物质，其[U]温度[/U][U]压强[/U][U]能量[/U]都极高。随着膨胀和冷却，宇宙物质经历了[U]相变[/U]，这种相变与[U]蒸气[/U]冷却时的[U]凝结[/U]

surasak · 发表于 2006-3-30 07:42:41

-V-
先收下了
慢慢看

千哀 · 发表于 2006-3-30 07:45:03

-v- 楼上的不厚道……我整理得那么辛苦……你居然这样对我……

5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555

没天理了……

大肚肚 · 发表于 2006-3-30 07:58:31

至于怀疑，最有力的怀疑其实就是找到能完全推翻这个理论的新理论- -
我还是相信是这个来源的，不过漏洞还需要填补。。

snoopy1992 · 发表于 2006-3-30 08:00:33

　b）观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。

就是这条理论让我认同了宇宙大爆炸的观点
离我们越远的星系退行速度越高，而且两者之间存在线性关系v = H0 × d
（ v 是星系退行速度； d 是与观测者距离；是 H0 哈勃常数）
而且目前看来大部分的星系都在红移（但愿我没记错）

目前的天文界的看法认为背景辐射起源于热宇宙的早期，这是对大爆炸宇宙学的强有力支持。

不过我们是赶不上大爆炸的这天- -0

抱歉，我的回复有点没头没脑的- -0能看懂得就看- -0

千哀 · 发表于 2006-3-30 08:05:10

个人认为大爆炸并不代表宇宙的幻灭~ 很可能只是一种黑洞的另一种形式~ 大爆炸知识名称罢了~

妹妹得很专业……然，某肚的解释对那个公式的解释就……

大肚肚 · 发表于 2006-3-30 08:19:00

咱并没有解释，不是从科学是从哲学上来看这个问题的- -
宇宙的诞生从任何一个学术领域上都可以发表见解的吧- -

victornan520 · 发表于 2006-3-30 12:08:35

好帖子，收走了，我厚道，LZ辛苦了。

千哀 · 发表于 2006-3-30 12:53:59

大家来讨论比较重要- -

呵呵~……

benyao · 发表于 2006-3-30 17:45:17

强贴，不错，收获不少。

benyao · 发表于 2006-3-30 17:45:28

强贴，不错，收获不少。

Grey Wing · 发表于 2006-3-30 17:55:16

千J辛苦乐......
关于与大爆炸相悖的理论,以前看到过,因为觉得不如大爆炸可信米记住- -0
质疑素检验真理的试金石= =这些疑问会促进大爆炸理论的完善滴......

MKLFT · 发表于 2006-3-30 18:02:08

够专业，以我的水平不足以深入讨论什么……
虽然各种理论很多，但大爆炸是至今为止比较成功可信的理论，至少还没有可以颠覆它的高论，所以它的权威性我是信服的
至于它到底是不是真相，这留给科学家探索吧，呵呵……

桑骆冰 · 发表于 2006-3-30 18:21:11

我不是学理科的不好乱说什么,不过还是努力看完了全部,千千大人辛苦了~~~

千哀 · 发表于 2006-3-31 01:03:11

-V-冰能坚持看完就已经很强了XD

谢谢猫哈~ 没想到能加精：）

瞎捣蛋 · 发表于 2006-3-31 08:24:24

红移的确是非常有利的证据
我对本文的最后一句话比较感兴趣

根据许多科学家数十年来一贯支持的大爆炸理论，我们的宇宙大约诞生于140 亿年前。按照该理论的解释，宇宙形成于140 亿年前一个体积极小且密度极大的物质的爆炸，爆炸发生后喷发出物质微粒和能量，也正是从那时起才开始产生了时间和空间、质量和能量。在大爆炸发生前，既没有物质，也没有能量，当然也没有生命。

从能量守恒（我们暂且认为是正确的）来看，大爆炸的这个点所具有的总能量和现在的宇宙的总能量（把质量也全部变成能量）是一样的，我一直在疑惑的是：
1、究竟是什么力量使这个点打破了能量的平衡而发生爆炸？
2、还是这个点本身就不是平衡的，而是一次坍缩之后一瞬间就发生的大爆炸？
3、如果如第2点所说，我们的宇宙是不是一直在坍缩——爆炸之间无休止的循环？
4、黑洞在这之间有什么作用，能不能作为大爆炸的微观模型，黑洞的能量是不是还不能达到爆炸所需的临界点，因而它只能慢慢把自身能量蒸发而消失？
5、如果如第4点所说，大爆炸应该有一个坍缩的临界点，那么是不是并不一定所有的物质和能量都必须坍缩进奇点？
6、如果一开始就是能量的爆炸，那么反物质都到哪里去了？是否会产生与我们的宇宙至少达到4维重叠的反物质宇宙？
以我的知识水平永远想不通很多问题，以上6点只是其中的一部分，其实引力所引发的疑惑也是很多，我就不一一道来了

wangchao · 发表于 2006-3-31 10:15:01

天文物理学白痴路过..
不过这个理论已经被无数宗教视为他们的神创造世界的证据了..
- -

南方狼狼 · 发表于 2006-3-31 14:18:37

好大个炮仗！

嘣的一下，地球就出来了！

南方狼狼 · 发表于 2006-3-31 14:18:38

好大个炮仗！

嘣的一下，地球就出来了！

千哀 · 发表于 2006-3-31 14:19:06

捣蛋的几条我也一直挺听困惑的

6、如果一开始就是能量的爆炸，那么反物质都到哪里去了？是否会产生与我们的宇宙至少达到4维重叠的反物质宇宙？

这条尤其困惑~

呵呵天文世界的深远，也许远非我们能说透吧~

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