宇宙的过去是什么

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/07 04:22:13

大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,也称为大爆炸宇宙论。爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束(见元素合成理论)。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。

在已有的各种宇宙模型中,以热大爆炸宇宙模型最有影响,与其他模型相比,该模型被认为能说明的观测事实最多。现代的观测表明,宇宙的膨胀在加速。如果这一观测符合宇宙的真相,那么,在初始大爆炸的140亿年前(一说150亿年前),宇宙的膨胀速度无疑比今天所观测到的高得多,按照标准模型,宇宙在初始时是以 或更大的系数开始膨胀的。在爆炸后的几亿年,温度降至几百开尔文,宇宙在这时开始进入星系形成的时期,中性原子在引力的作用下,逐渐凝聚为原星系,原星系集在一起形成等级结构的星系团。但问题是,在130多亿年前的暴胀的宇宙中,组成原始星云的气体和尘埃有可能结团吗?引力坍缩真的能够发生吗?
如果宇宙是在不同的方向上以稍稍不同的速率膨胀,那么在膨胀得较快的方向上,辐射就会较弱较冷。因此,宇宙被认为是在所有的方向上以相同的速率膨胀,即近似是“各向同性”的,观测事实也被认为证明了这一点。微波背景辐射因而被确认为是大爆炸后宇宙膨胀而冷却所散落的残余辐射。
然而,从大爆炸中诞生的宇宙从未有过停止膨胀,至今在宇宙的遥远“边陲”,哈勃定律显示出宇宙的膨胀速度接近了光速。这些观测现象是大爆炸理论难以自圆其说的。第一,自大爆炸发生后,在宇宙这个想象的膨胀着的超圆体(气球模型)中,它的温度应该是朝