搜索
第1页共6页宇宙大爆炸通过视频《宇宙大爆炸》，让我认识了宇宙的起源，对宇宙的演变认识更加的深入。我明白了人类对宇宙的认识是逐渐探索发现的过程，经过古今中外诸多的天文学家、天体物理学家长时期的观察、假设、探索、研究、计算、推理、发现经过这一系列繁琐、深奥的过程他们终于发现了现在的宇宙是在150亿年前由宇宙所有的物质在高度密集、有着极高的温度的状态下，发生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，逐步的形成了星系团、星系、银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等，就这样形成了今天我们看到的宇宙。在现在的今天，我们那些伟大的天文学家、天体物理学家还在对未知的宇宙进一步探索。现在我们就一起了解一下《宇宙大爆炸》。《宇宙大爆炸》包括四个部分，分别有《何处是中心》、《给我证据》、《宇宙的密码》、《宇宙的模样》。下面我依次介绍每个部分的主要内容，其中包括主要观点，发展过程，重要事件、代表人物等。何处是中心在浩瀚的宇宙之中，何处是宇宙中心呢？这个问题从古至今一直被人们讨论、探索着。在中国三国时期徐整提出了盘古开天辟地的神话故事，天地渐渐的分开了，盘古在天地之间渐渐的长高了，这说明了宇宙在膨胀。数学天才勾股定理的发现者毕达哥拉斯提出了这样的观点，他认为任何天体都是球形，地球处于宇宙中心，周围是空气和云。月亮、太阳、行星都围绕着地球做匀速圆周运动。在埃及有一位天文学家托罗密提出了完整的地心体系，他认为日、月、金、木、水、火、土这七个天体都在各自的轨道上围绕着地球做顺时针运动，速度有时快，有时慢，有时停，而且有时还在各自的轨道围绕某点做圆周运动。但是在十六世纪波兰天文学家尼古拉哥白尼提出了与托罗密相反的观点。他认为应该是地球围绕着太阳做匀速圆周运动，还提出了月亮不止绕太阳做匀速圆第2页共6页周运动而且围绕地球做匀速圆周运动。哥白尼的这个观点是人类史上对宇宙的探索的一次历史性转变，使人类对宇宙有了重新的认识。德国天文学家开普勒又找到了新的证据，他根据第古留下的对宇宙精密的观察资料，发现了行星是沿着椭圆轨道围绕太阳运动。意大利物理学家伽利略用自己制作的望远镜观察天体，他在观察木星时发现有四个卫星围绕着木星做运动。根据开普勒、伽利略的发现宣告了地心学说的终结。牛顿在研究运动规律时发现了万有引力定律。他发现任何两个物体之间都有吸引力，因此两个天体之间也存在着相互吸引的力，并且这种力可以通过计算推导出来，这样就有了万有引力定律。这项发现表明是万有引力支配着宇宙中天体的运动。通过用望远镜的观察，英国天文学家哈雷提出利用金星临日的现象计算太阳与地球的距离。但是由于各种原因，直到1767年各国天文学家才计算出日地的精确距离，距离为1.5亿公里。根据这种方法，测算地球与恒星的距离也因此产生了。伽利略提出了三角测量来计算地球与恒星的距离。由于没有精确的仪器直到过了七十年以后，俄国人斯特鲁维才测出离我们最近的恒心距离为4.3光年。威廉赫谢尔提出了估计恒星的另一种方法，利用亮度的对比计算出太阳系至少有2600光年。罗斯伯爵利用高倍天文望远镜发现了呈旋窝状的美丽星云。哈雷发现星系有位移，打破了天体固定不动的说法。物理学家多普勒认为如果有两颗恒星在万有引力下围绕同一轨道运行，一颗朝向我们运动，一颗远离我们运动，利用三棱镜观察两者的颜色发现波长、颜色都不相同。德国光学家约瑟夫冯弗朗和费意识到折射的光谱中隐藏着发出这些谱线的化学元素的指纹。这是一种寻找宇宙秘密奇妙的方法。然而真正使这些谱线的意义为科学家所了解的人还是克里斯蒂安·多普勒。他利用谱线来测量和观察星体的不同运动方向，他发现了如果光源在向我们接近弗朗和费线就会向光谱的蓝端移动，这叫蓝位移。如果光源在后退，这些谱线会向光谱的红端移动，这叫红位移。美国天文学家哈勃运用光谱位移的原理，在宇宙观察第3页共6页上作出了重大的发现。英国天文学家威廉哈金斯用望远镜观察了亮星的光谱，在其中找到了钠钙镁等化学元素的谱线。而且，他利用谱线的微小位移测出了天狼星的视向速度。他还利用太阳光谱中构成谱线的化学元素进行分析，了解了太阳是由氢和氦构成的。通过上述种种的证据，证实了地球不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心。何处是宇宙的中心，就让我们继续去探索吧！给我证据世间万物存在的某种联系、某种现象不是凭空可以想象的，都要有理有据。对于宇宙的探索发现也要有充足的证据。阿尔伯特爱因斯坦发表的关于运动物质中电磁现象的论文，提出了侠义相对论，后来又提出了广义相对论，他为研究哈勃发现的星系宇宙奠定了理论基础。从牛顿提出的时间永恒的均匀流逝，到爱因斯坦发现时间和空间是不可分割的统一体，时空告诉物质如何运动，而物质告诉时空如何弯曲，证明了每个物体对周围的时空产生影响。它们在时空中造成凹陷或扭曲，一个物体经过另一个物体的旁边，路径就会受到扭曲而偏向。数学家欧几里德发现的欧式几何其中的第五公设，它可以推导三角形的三个内角和为180度，把这套几何学的空间叫平直空间。德国数学家高斯，匈牙利数学家鲍耶，俄国数学家罗巴切夫认识到在非平直空间中三角形的内角之和不是180度，这种空间的几何学叫做非欧几何。在爱因斯坦的相对论中在大质量物体附近的时空需要非欧几何来描述，这就是弯曲时空。对于爱因斯坦提出的宇宙学常数，俄国学者阿列克谢·弗里德曼表示质疑。1927年，物理学教授乔治·勒梅特指出：爱因斯坦的静态宇宙模型是不稳定的。爱因斯坦也承认了自己错了。通过女天文学家赫丽塔·勒维特，发现的造父变星的亮度先是快速上升，随后缓慢下降，呈周期性变化，越亮的造父变星光变周期越长的特点。哈佛天文台台长沙普利认识到，通过造父变星，可以推算出星系的距离，因此他做出了太阳并不在银河系中心的重大发现。哈勃用同样的方法，证实了哈勃定律的存在。第4页共6页哈勃定律的重要意义在于，星系彼此分散运动通过哈勃的发现勒梅特证实了自己的想法，并找到爱因斯坦、哈勃，向他们陈述了自己的理论，宇宙是从一个原始原子开始，不断分裂膨胀而成的。从那时开始，爱因斯坦承认引进宇宙学常数是他一生最大的失误。根据地质学家的推算地球的年龄比宇宙的年龄长，使得剑桥大学的数学家弗里德·霍伊尔对宇宙大爆炸产生了质疑，并与邦迪和戈尔德一起，提出了与大爆炸理论完全对立的稳恒态宇宙理论，认为宇宙不仅在空间上均匀，而且面貌不随时间改变。但是天文学家发现，哈勃将星系的距离全都低估了一倍，因此也就将宇宙的年龄低估了一倍。这样宇宙的年龄就不会比地球的年龄低了。空间中的氢原子，受引力逐渐凝聚到一起，形成了恒星在恒星越来越大时，引力产生的内部压力也越来越高。这种压力使氢原子产生聚变反应，形成氦。当氢燃烧完后，恒星内的氦可以再聚变为氧和碳，如此持续，合成越来越重的原子，直到铁的产生。比铁更重的元素，则可以在恒星演化晚期的超新星爆发中产生。因此组成我们身体的碳、氧、铁等重元素，都是先在恒星中产生，所以说我们每个人都曾经是某颗恒星中的一部分，生命，也由此产生。宇宙的密码霍伊尔关于重元素在恒星内合成的理论不能解释轻元素氦，前苏联科学家伽莫夫，提出了宇宙中的氦主要是在大爆炸后高温条件下合成的理论。但是，霍伊尔提出了一个问题：如果宇宙起始于一次大爆炸，在那种高温高热状态下所产生的辐射，一定会在太空中留下某种痕迹，可是现在没有痕迹！伽莫夫认为如果产生大爆炸那么一定会遗留下辐射。泽尔多维奇也认为大爆炸过后会有余光残留下来。经过长期观察他们发现大爆炸理论不成立。普林斯顿大学的狄基教授认为宇宙既不像霍伊尔他们认为的是一个永恒不变的处在稳恒态的宇宙，也不像勒梅特和伽莫夫他们所认为的是由惟一的一次大爆炸而产生的，第5页共6页他认为宇宙是处在一种膨胀收缩再膨胀的过程中，同时他也认为当宇宙收缩到一个很小的体积的时候，这时它的温度肯定是非常高的，而且当宇宙膨胀到今天的这种程度的时候，肯定还有某种留存下来的温度存在，于是他就想来测量这个剩余的热量。但是由于种种发现宇宙大爆炸的痕迹（宇宙微波背景辐射）的是罗伯特·威尔逊和彭齐亚斯。这又是一个重大突破。斯蒂芬·霍金和彭洛斯证明了广义相对论和经典物理学是正确的，因此黑洞和宇宙大爆炸都是不可避免的。通过卫星的测量，戈达德航天中心物理学家约翰·马瑟证实了宇宙微波背景辐射确实具有完美的黑体辐射谱，大爆炸理论得到了进一步的证实。美国伯克利大学教授乔治·斯穆特通过收集观测数据，绘制出了一张宇宙微波背景辐射的图像，把它称为“宇宙蛋。”宇宙蛋所显示的是大爆炸结束时宇宙的图像。约翰·马瑟和乔治·斯穆特在宇宙微波背景辐射研究中的贡献，他们获得了诺贝尔物理学奖。宇宙的模样根据爱因斯坦的广义相对论方程，定义出了临界密度的概念。如果宇宙空间中物质的平均密度等于临界密度，那么宇宙空间就是我们所熟悉的平直空间。如果大于临界密度，宇宙空间就是封闭的球形。如果小于临界密度，宇宙空间就应该是开放的双曲形。临界密度的数值究竟是多少呢？当时人们还不能精确测量宇宙的密度。但是知道它与临界密度属于同一个数量级，也就是说相差不会超过几倍。狄基认为，这里有个奇怪之处。这时古思回忆起一年前狄基的报告，他意识到为了解决磁单极问题而提出的暴胀理论，其实也可以解决狄基的宇宙几何空间问题。如此剧烈的膨胀会把原来弯曲的空间拉直，这就好像我们用力拉一块褶皱的橡皮膜，可以把它拉平一样。因此如果在宇宙的极早期发生过一次暴胀，那么我们可以观测的这部分宇宙几何空间就非常接近平直空间了。我们用望远镜能直接看到星系中恒星发出的光，根据这些星光我们可以推断宇宙中第6页共6页恒星贡献的物质密度，这个密度只有临界密度的百分之一左右。当然我们知道，恒星之间以及星系之间都分布着一些气体，但即使把这些星际物质或是气体与尘埃贡献的密度加添进来，把所有这些加在一起，总密度也不超过临界密度的百分之五。那么这是否意味着宇宙空间并非平直而是双曲的呢？问题并不这么简单。很多搞理论研究的人认为，暴胀理论非常漂亮，宇宙应该是平直的。他们认为搞观测的人可能低估了宇宙的物质密度。根据历史经验，天文观测结果差上几倍似乎也不是太少见的事。但是搞观测的人也很相信他们自己的测量结果。他们认为，也许现在的理论里遗漏了什么重要的东西。我终于了解到，宇宙是在大约140亿年前由一次大爆炸所产生。宇宙中30％是物质，70％是我还不知道究竟是什么的暗物质所构成。而在宇宙中由闪烁星星所组成的明亮星系，它们的分布并不均匀。此外我们还知道宇宙的空间是平直的，并且它正在加速膨胀。从牛顿的时候起，我知道宇宙是无限和永恒的，在空间上没有范围，在时间上也没有开始和结束。但是大爆炸的理论却告诉我，宇宙不仅有一个开始，而且由于处在加速膨胀之中，因而它在空间上是有限的。既然它有一个开始，也就应该有一个结束。这个结束会是什么时候呢？