宇宙大爆炸到底真的是爆炸吗?
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发布时间：2024-10-18 03:22
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时间：2024-11-06 07:48
其实，对于宇宙大爆炸理论，大家真的不用怀疑了，这个理论真不瞎说。今天我们就来简单说一下这个理论是怎么回事。
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我们各个星系就像气球上的点，正因膨胀而离得越来越远
“大爆炸”这个词是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔于1949年创造的，以突显该理论出人意料的特性。该理论是比利时数学家乔治·勒梅特提出的，源自爱因斯坦的广义相对论方程。但霍伊尔更倾向于认为宇宙是自始至终存在的，未来也不会消失。他相信“恒稳态”宇宙，物质与空间被不断地创造和毁灭。然而，到了20世纪60年代，大量证据显示宇宙并不是一直存在的，霍伊尔勾勒出的图画最终幻灭了。
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真实的大爆炸场景其实无法想象
这主要是因为三个关键原因为大爆炸理论提供了支撑。
一是埃德温·哈勃于20世纪20年代发现的宇宙膨胀现象。根据哈勃定律，由于时空的延展，星系正在离我们远去。如果反过来考虑，那么在过去，宇宙中的万物本应被压缩在比较狭小的空间内。因此自然而然地会浮现出这样一幅图画：宇宙的产生源自一个奇点。
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宇宙膨胀如今仍是研究热门
二是宇宙中轻元素的数量。大爆炸模型断言，当宇宙的密度较大时，温度必定较高。起初，它非常炎热，以至于几乎没有原子处于稳定状态。随着宇宙的膨胀，温度的降低，出现了一碗“粒子汤”，汤中的原料有夸克、胶子和其他基本粒子。仅仅一分钟后，夸克粘连在一起形成了质子与中子。继而，首颗由一个质子构成的氢原子核便诞生了。
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如今所有的元素都是在氢元素的基础上通过增加电子与原子核而来的
在最初的三分钟里，还产生了一定数量的其他元素。质子与中子相互结合，根据它们的相对数量形成了轻原子核，例如，氦元素与锂元素。然而，当宇宙的温度进一步冷却，不足以产生比铍元素更重的元素时，宇宙的化学成分便固定下来，主要为氢元素与氦元素，辅以少量氘元素（重氢）、锂元素以及铍元素。所有质量较重的元素产生的时间都较晚，在恒星中通过其他天体物理过程产生。
20世纪40年代，物理学家拉尔夫·阿尔菲与乔治·伽莫夫预测出了大爆炸过程中产生的轻元素的比例。即使是最近对银河系中缓慢燃烧的恒星及原始气体云进行测量，也证实了这个比例的正确性。氘元素不能在恒星中形成，又易于遭到破坏，因此显得尤为重要。它的存在一方面证明了宇宙不是自始至终存在的，另一方面也支持了大爆炸理论。
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宇宙微波背景辐射照片其实在科学界是很让人着迷的
三是天文学家发现了大爆炸发生时形成的微弱辐射波。1965年，物理学家阿诺·彭齐亚斯与罗伯特·威尔逊在美国新泽西州贝尔实验室进行无线电波的接收工作时，发现天空中有一个微弱的微波源。起初，他们并不知道这是什么，担后来很快就知道自己无意中发现了宇宙的微波背景辐射——当时年轻炽热的宇宙残留的大量光子。
早在1948年，乔治·伽莫夫、拉尔夫·阿尔菲与罗伯特·赫尔曼就已经预测出了这种微波信号的存在。它产生于大爆炸发生后的一个特殊阶段，即首批原子形成的时期。轻原子形成后，宇宙的温度仍然非常高，导致原子核与电子无法结合。40万年后，宇宙发生了转变，带负电的电子终于与带正电的原子核结合，形成不带电的原子。分散、阻挡光路的带电粒子都被移除，雾气消失，宇宙变得透彻了。从此以后，光线便能够在空间中自由穿梭了。这些微弱的微波便是那些光线的残留。
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大爆炸虽然解释了宇宙的起源问题，但仍有很多问题难以得到合理解释
以上三种理论基础至今仍然无懈可击，这让大爆炸理论获得了大多数天体物理学家的认可。然而，一小部分人还是坚持着弗雷德·霍伊尔青睐的恒稳态理论，但是任何其他模型都很难解释清楚以上所有的观测结果。
