作业帮宇宙大爆炸的最根本物理学依据是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 17:21:25
宇宙大爆炸的最根本物理学依据是什么?
宇宙大爆炸的最根本物理学依据是什么?
宇宙大爆炸的最根本物理学依据是什么?
1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律.他在理论中指出：如果认为谱线红移是多普勒效果的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快.这正是一幅宇宙膨胀的图像.
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙.美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀.
大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻.40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论.该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”.所谓原始火球也就是一个无限小的点,现在的宇宙仍会继续膨胀,也就是无限大,有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候,宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态.这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题.直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论.
60年代,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据,他们发现了宇宙背景辐射,后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据.他们在测定高银维的射电强度.但在7.35cm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,这种神秘的噪声都持续和稳定.相当于三K摄氏度的黑体发出的辐射.这一发现使天文学家们异常兴奋,他们早就估计到当年大爆炸后,今天总会留下点什么,每一个阶段的平衡状态,都应该有一个对应的等效温度,作为时间前进的嘀嗒声.彭齐亚斯和威尔逊也因此获1978年诺贝尔物理学奖
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.
这只是一个设想,并不是一个完美的理论.
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就在于目前有一些证据支持大爆炸理论,比较传统的证据如下所示：
从地球的任何方向看去,遥远的星系都在离开我们而去,故可以推出宇宙在膨胀,且离我们越远的星系,远离的速度越快.
氢与氦的丰存度
由模型预测出氢占25％,氦占75％,已经由试验证实.
微量元素的丰存度 对这些微量元素,在模型中所推测的丰存度与实测的相同.3K的宇宙背景辐射根据大爆炸学说,宇宙因膨胀而冷却,现今的宇宙中仍然应该存在当时产生的辐射余烬,1965年,3K的背景辐射被测得.背景辐射的微量不均匀 证明宇宙最初的状态并不均匀,所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生