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宇宙大爆炸的温度是怎么测出来的

时间:2022-02-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:至今,宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。大爆炸学说预言在大爆炸之后、星系形成之前宇宙的结构应当是云团。而且,这一巨大云团的发现还证实了科学家的另一个预言,即宇宙质量的90%存在于“暗物质”中。以往天文学家观测到的宇宙总质量远比理论上计算出的宇宙总质量要小得多。
宇宙产生的猜想_宇宙谜团

宇宙起源的传说

关于宇宙的起源,有这样一个传说:起初天地没有分开,活像一个大鸡蛋。在这个鸡蛋里睡着开天辟地的鼻祖盘古。盘古在鸡蛋里睡了18000年,才不断长大了。

有一次盘古伸腿,蛋壳碰痛了他的脚趾,他疼醒了,发现自己四周被围,十分生气,便找来神斧,对准一个薄弱处,奋力砍去,他又砍又撑,使尽全身力气,终于使蛋壳破裂。随着蛋壳崩裂的巨响,轻的东西向上飘,变成了天,重的东西向下沉,变成了地。位居天地之间的盘古一日九变,长高一丈。

又过了18000年,天升到最高处,地降到最深处,盘古也长到了头,终于精疲力尽,像山崩一样倒塌下来,他的肢体化成了山岳,肌肉变成了良田,血液化为江河,筋脉变成了大陆,齿骨变成了矿物,皮毛变成了草木。

宇宙形成的假说

神话终究是神话。科学家们为了揭开宇宙形成之谜,进行了大量的研究,提出了种种假说。20世纪20年代,天文学家勒梅特首先提出“宇宙是由一个非常小的物体爆发而成”的看法,20世纪40年代,物理学家乔治 伽莫夫把这个爆炸叫做“大爆炸”,建立了“宇宙大爆炸”学说。

这一学说认为,宇宙起源于一个温度极高、体积极小的原始火球。在距今150亿年至200亿年前,由于我们还不知道的物理原因,这个火球发生了大爆炸。随着空间膨胀、温度降低,物质的密度也逐渐减小,原先存在的质子、中子等基本粒子结合成氘、氦、锂等元素,以后又逐渐形成星系、星系团,并逐渐形成恒星、行星,而且在一些天体上还出现了生命现象,最后诞生了人类,宇宙初步形成。

大爆炸学说的解释

大爆炸理论虽然并不成熟,但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键,比较传统的证据有红位移、哈勃定律、氢与氦的丰存度、微量元素的丰存度、3K的宇宙背景辐射等,长期以来,一直有一种理论认为宇宙最初是一个质量极大、体积极小、温度极高的点,然后这个点发生了爆炸,随着体积的膨胀,温度不断降低。至今,宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。科学家们在分析了宇宙中一个遥远的气体云在数十亿年前从一个类星体中吸收的光线后发现,其温度确实比现在的宇宙温度要高。他们发现,背景温度约为-263.89度,比现在测量的-273.33的宇宙温度要高。

大爆炸学说可以解释较多的观测现象。例如,天文学家观测到远处的天体总是远离地球而去,这证明宇宙仍在膨胀;各种天体的年龄都小于200亿年,这也符合该学说有关大爆炸后才形成各种天体的推论。

另外,大爆炸理论成功地预言了宇宙背景辐射的存在。大爆炸学说预言在大爆炸之后、星系形成之前宇宙的结构应当是云团。这一巨大云团的发现证实了大爆炸学说的预言,通过对这一云团的观测,科学家可以进一步推测宇宙初期的情景。

而且,这一巨大云团的发现还证实了科学家的另一个预言,即宇宙质量的90%存在于“暗物质”中。以往天文学家观测到的宇宙总质量远比理论上计算出的宇宙总质量要小得多。这些“消失”了的物质被称为“暗物质”。

“暗物质”的多少直接影响着宇宙的未来,如果宇宙总质量小于某一数值,那么它将像现在这样一直膨胀下去;如果它的总质量大于这一数值,那么天体之间的引力将使宇宙停止膨胀,并在这一巨大引力作用下开始收缩,形成宇宙“大坍塌”,直至回到大爆炸前的状态。

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