宇宙大爆炸说:一切从大爆炸中产生
时间:9月3日
天气:雨
考察目标:宇宙身世的奥秘——宇宙大爆炸说
困难指数:
现在,越来越多的科学家相信宇宙起源于一次大爆炸,对此我深表认同。美国著名天文学家哈勃早在1929年就公布了一个震惊科学界的发现——所有的河外星系都在离我们远去,也就是说,宇宙在高速地膨胀着。
你能想象这种情形吗?这就像是放在烤箱里烘烤的葡萄干布丁,当布丁变得膨松时,葡萄干之间的距离也会越来越大。
最早正式提出宇宙大爆炸说的是另一位美国天文学家伽莫夫,在他看来,宇宙最初是一个温度极高、密度极大的“原始火球”。
根据现代物理学原理,这个火球必定迅速膨胀,而它的密度和温度则不断降低,在这个过程中,原来以中子、质子等基本粒子形态存在的物质,结合形成重氢、氦等化学元素。当温度降到几千摄氏度时,宇宙中会形成由原子、分子构成的气体物质。气体物质逐渐凝聚成星云,然后从星云中逐渐产生各种天体,最终演变成现在的宇宙。科学家们推算出来的宇宙膨胀年龄为100亿~200亿年,这个年龄与天体演化研究中所发现的最古老的天体年龄相吻合。
伽莫夫曾经预言,宇宙中还应该到处存在着“原始火球”的“余热”,这种余热表现为充满宇宙空间的背景辐射。20世纪60年代,科学家发现宇宙间有绝对温标为3开尔文的辐射,显然,这正是宇宙大爆炸时留下的遗迹,是宇宙逐渐变冷以后的产物。
这些记录都有力地支持了宇宙大爆炸说。
浴火重生
我们现在观测到的宇宙,会永无止境地膨胀下去吗?它会不会消亡?一些天文学家认为,宇宙总有一天会停止膨胀,各个星系将互相吸引并慢慢靠近,直到最后发生猛烈的碰撞而融合在一起,回到宇宙最初的状态“宇宙蛋”,这被称为“大坍聚”。然后,宇宙会再一次发生爆炸,由此开始重生,如此循环往复,生生不息。
神秘的噪声
宇宙背景辐射的发现者是美国科学家彭齐亚斯和威尔逊,他们在测定银晕气体射电强度时,在7.35厘米的波长上,意外探测到一种微波噪声,无论天线转向何方,无论白天黑夜、春夏秋冬,这种神秘的噪声都连续不断且相当稳定。
天文学家们早就估计到宇宙大爆炸后,总会留下点什么,每一个阶段的平衡状态,都应该有一个对应的等效温度。现在这一猜想被证实了,两位科学家因此荣获了1978年的诺贝尔物理学奖。
黑洞大火并
如果宇宙不断地膨胀,许多大质量的恒星将会死亡,然后成为黑洞。因此,宇宙中的黑洞将越来越多,它们会吞食掉宇宙中几乎所有的物质。
如果宇宙转而收缩,随着温度的不断升高,包括恒星在内的各种天体都会逐渐解体,黑洞则会趁机“饱食一顿”,体积越来越大,最后导致黑洞火并,整个宇宙也会因此成为一个大黑洞。宇宙消亡的标志就是黑洞物质蒸发殆尽,各种物质瓦解。