什么是宇宙大爆炸?它是如何开始的?
大爆炸是我们对宇宙如何开始的最适合的猜测。
大爆炸是什么?
大爆炸是对宇宙如何开始的主要解释。简单地说,它说我们所知道的宇宙是从一个无限热和密集的单点开始的,在接下来的138亿年里,它以难以想象的速度膨胀和伸展,然后以更可测量的速度膨胀和伸展,形成了我们今天所知道的仍在扩展的宇宙。
现有的技术还不能让天文学家从字面上看到宇宙的诞生,我们对大爆炸的理解大多来自于数学公式和模型。然而,天文学家可以通过一种被称为宇宙微波背景的现象看到膨胀的 "回声"。
虽然大多数天文学界都接受这个理论,但也有一些理论家除了大爆炸之外还有其他的解释,比如永恒的膨胀或振荡的宇宙。
大爆炸是如何开始的?
大约137亿年前,整个宇宙中的一切都浓缩在一个无限小的奇点中,一个具有无限密度和热量的点。
突然,一场爆炸性的膨胀开始了,宇宙以比光速还快的速度向外膨胀。根据物理学家艾伦·古思1980年的理论,这是一段宇宙膨胀的时期,只持续了不到一秒——大约10^-32秒,这个理论永远改变了我们对宇宙大爆炸的看法。
当宇宙暴胀戛然而止时,关于宇宙大爆炸的更经典的描述开始流行起来。一股物质和辐射的洪流,即所谓的“再热”,开始使我们的宇宙充满了我们今天所知道的东西:粒子、原子、将成为恒星和星系的东西等等。
据美国宇航局称,这一切都发生在宇宙诞生后的第一秒内,当时所有东西的温度都极高,约为100亿华氏度(55亿摄氏度)。宇宙现在包含了大量的基本粒子,如中子、电子和质子——这些原材料将成为今天存在的一切事物的基石。
因为不能容纳可见光,所以早期大爆炸实际上是不可能看到的,美国宇航局表示:“自由电子会导致光(光子)散射,就像阳光从云层中的水滴散射一样。”然而,随着时间的推移,这些自由电子与原子核相遇并产生中性原子,或具有相同正负电荷的原
这使得大爆炸后约38万年,光线才得以穿透,这种光有时被称为大爆炸的“余晖”,更确切地说是宇宙微波背景(CMB)。拉尔夫·阿尔弗和其他科学家在1948年首次预言了它,但直到近20年后才被偶然发现。
这个意外的发现发生在1965年,新泽西贝尔电话实验室的阿诺-彭齐亚斯和罗伯特-威尔逊在建造一个无线电接收器时,发现了高于预期的温度,根据美国国家航空航天局的说法。起初,他们认为该异常现象是由于鸽子试图在天线内栖息以及它们的排泄物造成的,但他们清理了混乱并杀死了鸽子,该异常现象仍然存在。
与此同时,由罗伯特-迪克领导的普林斯顿大学的一个小组正试图找到CMB的证据,并意识到彭齐亚斯和威尔逊用他们奇怪的观察发现了它。1965年,这两个小组分别在《天体物理学杂志》上发表了论文。