宇宙起源于大约138亿年前的一次大爆炸——奇点大爆炸!
什么是奇点大爆炸?
简单来说,奇点大爆炸指的是宇宙从一个极其小、极其密的点爆发而来的理论。这个点包含了宇宙如今所有物质和能量,密度无限大,温度无限高。科学家们根据哈勃定律(宇宙正在膨胀)和宇宙微波背景辐射(大爆炸的余辉)等证据支持这个理论。与其想象一个爆炸,不如把它想象成空间自身在扩张!
大爆炸后发生了什么?
大爆炸后,宇宙经历了几个关键阶段:
暴胀时期:
宇宙经历了一个极快速的膨胀时期,大小在极短时间内增加了许多数量级。这个时期有助于解释宇宙的均一性(为什么宇宙看起来在各个方向都很相似)!
粒子形成:
宇宙冷却后,产生基本粒子,例如夸克、电子、光子等, 这称为粒子物理学的标准模型!
原子形成:
质子,中子和电子相互结合形成氢和氦原子。这标志着宇宙逐渐变成透明的过程--我们今天见到的光是由当时的氢与氦所释放出来的光。 随着温度持续降到一个可以使第一个原子形成的位置之后就开始出现了第一批能够稳定下来的氦元素,这给了星体形成的原料,氢和氦气则是星云中最具优势的力量也就是星尘的主要构成材料。随后星体的形成开始出现加速,第一批恒星们迅速诞生(恒星级别,规模大约是二十倍的宇宙太阳)。这些早期恒星们比太阳的寿命短得多,死亡时候也会产生各种不同的金属,它们会在将来帮助发展行星类别的空间体!
星系和星系的形成:
引力引起了物质的聚集,形成了恒星、星系以及我们今天看到的宇宙结构!
举个例子,我们银河系就是由数十亿颗恒星、气体和尘埃组成的。这些星系不断相互作用,碰撞和融合,形成宇宙巨大的网络结构!
我们能证明大爆炸理论吗?
虽然我们无法直接观察到时刻零的环境、也不能目睹大爆炸的过程出现,但是能支持大爆炸论的证据还是很多。例如:
- 哈勃定律: 表明宇宙在不断的膨胀。所有星都是远离地球,远离方向彼此更加远处 。(远的膨胀幅度是宇宙远处)星体后退的速率(后退速率表示了其回落所代表的时间距离,星系和银河相对于速度和与这些空间体相比距的快慢)
- 宇宙微波背景辐射:这是宇宙诞生初期留下的光能,如同宇宙诞生阶段所产生的光线,弥散在整個宇宙空间裡所存在的微小的无线电微弱的光线在当时处于宇宙最初始发展阶段就已经稳定保持直到最近(宇宙中最古老及温度很低的可被追踪观测)。被认为是大爆炸的余辉 这可以看成来自宇宙极初期辐射的“图片”,显示宇宙极初期温度极其之高在后来逐渐冷却,直到目前宇宙中的辐射,显示冷却缓慢直至温度最低状态的图片
- 轻元素丰度: 宇宙中氢和氦的比例与大爆炸理论模拟非常相符
当然,大爆炸理论并非完美,仍有我们需要进一步研究来解答的很多问题。 这也正是一些新理论的灵感来源,比如:暗物质和暗能量的谜团,量子引力的结合仍然在宇宙演化问题上占据主要优势. 宇宙最初是如何开始运行的呢?科学家仍在致力探索宇宙起源最彻底解答.
无论如何,截止到现在而言,奇点大爆炸论是最能解释宇宙起源的一览观。通过对宇宙不断的研究和探索人类永远试图揭示其无限深处奥秘之处!