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宇宙大爆炸是怎樣發現的?

宇宙大爆炸在剛開始提出來的時候,就是壹個笑話,科學界裏面基本上是不承認這種說法的。認為宇宙是壹個致密熾熱的奇點,經過壹次大爆炸之後膨脹形成的,宇宙基本上也是由熱到冷的變化過程。

這個理論剛開始提出來的時候,根本就得不到科學界的普遍認可,但是後來有壹位天文學家觀測宇宙中的星系,有了新的發現,這位天文學家就是哈勃。

哈勃發現了星系的紅移量與星系之間的距離成正比,這也是著名的哈勃定律。因為這不管從地球上的哪壹個角度觀測星系的紅移量,都會出現相同的結論,這也就是說,離我們越遠的天體,就會以越快的速度運行離開我們。

這就比較厲害了,因為當時科學界裏面已經有了壹個基本上的認識,那就是光速不變原理,認為任何的物體是不可能以超過光速的速度運行的,但按照哈勃的發現,只要天體的距離離我們足夠遠,就有可能會以接近光速的速度離開我們,這樣也使得人們認為宇宙是有邊緣的。

但是這個時候又有壹位科學家坐不住了,他就是大名鼎鼎的愛因斯坦。當時愛因斯坦在科學界的名聲已經比較大,他也不認可哈勃定律,所以就跑到哈勃那裏,希望可以找到反駁他的依據。

但哈勃就拿出了鐵釘釘的數據,這些數據都是哈勃觀測宇宙星系的紅移量得來的,在科學研究面前,管妳的名氣有多大,真正具有說服力的還是數據。而這些數據裏面所顯示的也正是支持哈勃定律。

這樣愛因斯坦就沒辦法了,只能將自己正在研究的宇宙理論做出修改。但這樣又造成了壹個結果,哈勃拿出了讓愛因斯坦都無法反駁的數據,這消息瞬間就傳開了。因為當時愛因斯坦在科學界裏面的地位非常高,他都無法反駁的問題自然就會特別引起別人的註意。

後來人類經過多次對宇宙星系紅移量的觀測,跟哈勃所得出的結論也差不多,後來人類又發展了射電天文學,向宇宙中發射出射線,再反射回來的射線中,仍然觀察到符合哈勃定律的數據,這樣這個定律就普遍地受到科學界的認可。

如果再將時間不斷的往前推移,那麽宇宙的很多物質都可能會集中到壹個點,這樣哈勃定律也成為了宇宙大爆炸的重要依據。

綜上所述,宇宙大爆炸理論也是經過壹很長的壹段時間才被科學界所認可,科學的研究從來就不是壹帆風順的,每壹次提出新的理論,都需要擁有更多的數據來作為支撐。

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古人很早就開始思考“宇宙到底是什麽樣的?”,探討這個問題對於古人而言,只是有利於他們日常的耕作和 社會 的穩定。因為古人沒有鐘表,需要利用天體的運行來計算時間。比如:壹個月就是月球繞著地球轉壹圈,壹天就是壹個晝夜。

當然,以上的情況是針對於大多數的文明古國而言的,比如:古巴比倫,古埃及等。我們很容易發現,這些古代文明都位於大河流域附近,能夠種植作物,發展農業。

但是在同壹個維度有壹朵奇葩,它就是古希臘。他們所在的地區土地貧瘠,而且是平原相對較少,很難大規模發展農業。所以,那些比較發達的地方會做壹些貿易。後來,因為戰爭俘獲了壹些奴隸,奴隸讓他們釋放了自己的勞動力,加上都是小國寡民,管理相對松散,思想相對自由。於是,他們在思考壹些問題時拋開了功利性,而追求純粹理性。其中,地心說就是古希臘的智慧結晶之壹。其中地心說到了托勒密手裏到達了頂峰。

在那個時代,地心說其實已經可以很好地預測壹些天象,而且精確地已經夠那個時代的人使用了。這才被那個時代的學者們所承認,客觀地說,地心說符合科學的範式,是科學理論。不僅如此,其實在古希臘時代已經有日心說了,只不過在與地心說較量後,敗下了陣來。

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後來,哥白尼的日心說實際上也沒有戰勝地心說,不是因為有宗教的庇佑,的的確確是哥白尼的日心說並沒有比托勒密的地心說高明到哪裏去。

日心說可以確立江湖地位來自於伽利略和開普勒的貢獻,尤其是開普勒的三大定律將日心說的精確提高到前所未有的水平,完勝地心說,這才淘汰的地心說。

所以,我們不難發現, 宇宙模型的討論其實只有壹個客觀指標那就是:夠準。

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有趣的是日心說才蹦跶沒多久,就迎來了毀滅。如果妳細想壹下,其實如果說地心說不對,那日心說其實也不對。如果地心說對,其實日心說也對,因為這完全就是選擇的參考系不同而已。不過,妳發現沒有,自從牛頓之後,就不再討論“宇宙中心說”了。那為什麽會這樣呢?

這其實和牛頓的萬有引力定律有關,萬有引力定律描述的是物體之間的引力。如果物體之間有吸引力,那宇宙應該就是在引力的作用下,向中心靠攏,最後聚合到壹起。

可事實上,我們並沒有觀測到這個現象,這也讓牛頓很糾結。於是,他提出了壹個全新的宇宙模型,他認為宇宙的無限大的,處處都是中心,處處都處於引力平衡態,這樣就不會向中心靠攏了。

但是妳要問牛頓,為什麽宇宙是無限大的?有沒有證據?牛頓大概率會把上文說到的那壹套給妳闡述壹遍,但他其實拿不出任何證據來證明自己的觀點。但是有趣的是,作為物理學界的大神,他可能猜對了“宇宙的大小”,但宇宙並不像他想象中的那樣,只存在引力。

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牛頓之後最牛的大神應該就是麥克斯韋了,再然後是 愛因斯坦 。愛因斯坦提出了壹套廣義相對論,其中有個場方程預示著宇宙正在膨脹。

愛因斯坦其實也有自己壹套宇宙觀,他認為宇宙是靜態的。意思是說,從大尺度上看,這裏的尺度大概是1億光年,宇宙是不隨著時間的變化而發生變化的。也就是我們常說的“宇宙是永恒的”。所以,他不能忍受這個方程的預言,就往這個方程裏加了壹個宇宙學常數。只要這個常數取值合適,場方程所預言的宇宙就可以是平衡態的。

但是愛因斯坦的宇宙模型並沒有得意太久。就把壹系列的觀測和理論打臉了。首先,就有壹位精通科學的神父勒梅特提出,愛因斯坦“加宇宙學常數”的這個行為還是需要多斟酌的,他認為宇宙就像是廣義相對論場方程所欲言的那樣是膨脹的,然後進行倒推,宇宙必然有壹個起點,於是,他提出了宇宙大爆炸模型的前身。

但勒梅特的這條理論僅僅是理論,需要更多的觀測證明和補充,好在沒有讓勒梅特等太久,第二年,哈勃就觀測到了銀河系外大部分的星系都在離我們遠去,通過仔細的分析,就會發現,離我們越遠的,遠去的速度越快。所以,宇宙應該是膨脹的,而且不是邊界在向外擴,整體性地擴大。

後來,壹群粒子物理學家加入到宇宙大爆炸模型的建構當中,他們補充了大量宇宙早期發展的理論,並提出了兩個證據,分別是宇宙微波背景輻射和氦元素豐度。這兩個證據後來相繼被證明。這才使得宇宙大爆炸模型成為了主流的科學理論。

所以,其實宇宙大爆炸從1915年愛因斯坦提出廣義相對論至今還在不斷被完善,它有三個堅實的證據,分別是哈勃觀測到的星系紅移,宇宙微波背景輻射,氦元素豐度。同時,宇宙大爆炸也遇到了壹些困難,其中最棘手的就是搞清楚暗物質和暗能量到底是什麽?

這是因為,暗物質和暗能量占據了宇宙總物質量的95%以上,它們才是主導宇宙演化的主角,如果能搞清楚它們的真身,勢必會直接提升我們對於宇宙演化的認知。

天文學家在觀測宇宙各大星系的時候,都不約而同發現壹個規律。那就是星系與星系之間似乎在相互疏遠,學者用三棱鏡分析光譜時發現,每個星系內,較小的星系也在疏遠,這就是光譜紅移現象。

光譜紅移是光透過三棱鏡後,被分解成七色光波,紅色光波及紅外線越靠近幕布邊緣,就說明光源離三棱鏡越遠。學者們為證實自己的觀測結果,便找出許多年間,不同時期的光譜照片相對照,證明星系之間是在不斷快速膨脹的。

宇宙會不斷的膨脹下去,那當初的宇宙又什麽樣呢?天文學者就是根據這壹原理,推算出宇宙最初是壹奇點,宇宙是大爆炸而產生的,謝謝。

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