从宇宙起源到宇宙无限:宇宙大爆炸起源于宇宙中所有物质的火花
当前,大爆炸理论是解释我们宇宙起源的最被接受的理论。它起源于两个宗教人士格罗塞特和拉迈特的最初想法,并得到了世界各地研究中心多年观察的支持。今天,研究人员试图回答超出这一点的问题:是否存在多元宇宙?为什么物质比反物质多?外星生命存在吗?
格罗塞斯特和拉玛特:起源的起源
大约在1225年前,英国执事罗伯特 · 格罗塞斯特【Robert Grossetee】写了一篇关于光的论文,在这篇论文中他做了一件惊人的事情:他提出宇宙诞生于最初的爆炸中,随后是物质的凝结和膨胀,降低了它的密度。尽管研究格罗塞斯特作品的学者们告诫不要将第一个大爆炸假说归咎于他,但这种比较既常见又不可避免;学者们自己断言,格罗塞斯特的洞见“即使对现代物理学家来说也是惊人的”
七个世纪后,在1949年BBC电台的一次演讲中,天文学家弗雷德·霍伊尔提到了当时主要由乔治·加莫倡导和发展的假说,即“宇宙中的所有物质都是在遥远过去某个特定时间的一次大爆炸中产生的”这一术语代表当今流行的宇宙学模型:138亿年前,一个奇点在高密度和高温下突然快速膨胀——根据最近的数据,这个数据得到了修正,随后的冷却首先允许亚原子粒子的形成,然后是原子的形成。
1927年,乔治·勒马·阿尔特根据现代物理学首次提出了这一概念,两年后,埃德温·哈勃假设了支持这一概念的宇宙膨胀。然而,直到20世纪60年代末,霍伊尔【Hoyle】这个几乎是无意中创造的词才开始流行起来。
通向未知的科学之路
大爆炸并不是唯一的宇宙模型;其他假说也在流传,有时会从中提取片段来丰富标准模型。几十年来,包括霍伊尔本人在内的部分天文学界人士一直在为排除大爆炸的稳态理论辩护。阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)对宇宙微波背景的发现使许多人相信了大爆炸的有效性,因为这种辐射在整个宇宙中的均匀分布对科学家来说是高温和高密度瞬间的“烟枪”。然而,应该注意的是,大爆炸并不能解释宇宙的起源,而只能解释我们称之为可观测的宇宙的起源。宇宙学家推测还有更多的宇宙存在——这是格罗塞斯特以自己的方式想象出来的多元宇宙。
但是,如果说大爆炸是起源的话,它也让我们走上了一条科学的道路,在这条道路上还有许多未知的东西。例如,我们仍然不知道为什么物质比反物质多得多,称为重子不对称。暗物质和暗能量仍然是科学知识的空白;前者将星系聚集在一起,而后者则负责加速膨胀,后者占可观测宇宙中所有物质和能量的68%。特别是,宇宙的膨胀仍然给科学家们带来了宇宙中最棘手的问题之一的挑战,因为当应用不同的测量技术时,获得的值是不同的。
创世闪光:乔治·加莫、弗雷德·霍伊尔和大爆炸辩论
说到宇宙的起源,推荐阅读斯蒂芬·霍金【Stephen Hawking】的经典著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》【the Brief History of Time:From the Big Bang to Blackholes】,这本书是历史上阅读最广泛的科普书籍之一,这一点似乎非常明显。但考虑到感兴趣的读者已经熟悉了这本书,值得强调的是最近的一部作品,在这种情况下,它不仅让我们更接近宇宙历史,而且最重要的是让我们更接近宇宙历史。还有它的未来,它仍然充满了未知。
今天,我们已经习惯了大爆炸的概念,以至于很难想象最近的那个时代,包括阿尔伯特·爱因斯坦本人在内的几位科学家都理所当然地认为宇宙是永恒的,基本上是不变的。在他的最新著作中,理论物理学家和科学普及者保罗·哈尔伯恩【Paul Halpern】写了许多关于物理学和天文学的通俗著作,他把我们带回了这个稳态的捍卫者弗雷德·霍伊尔【Fred Hoyle】和大爆炸的倡导者乔治·加莫【George Gamow】之间的历史争论,解释科学证据如何证明后者是正确的。具有讽刺意味的是,今天获胜的模特的名字来自一个不相信它的人。
更多关于宇宙起源的思想
+发明宇宙大爆炸的牧师
在乔治·拉玛特【George Lamaître】的时代,大多数物理学家认为宇宙是静态的和永恒的,这是一个舒适的想法,避免了关于其起源和创造的棘手问题。他是第一个提出宇宙正在膨胀的人,是从一个他称之为“原始原子”的微小点的爆炸中诞生的。
+宇宙中生命的出现是不可避免的吗?
迄今为止,所有寻找地外生命的努力都没有产生任何证据表明存在着像我们这样的文明,但现有技术的搜索范围非常有限,生命存在于太阳系之外的可能性很高。
+最奇怪(也是最危险)的天体
凝视繁星点点的天空是一种放松的体验,但外表可能是欺骗。在这片宁静的恒星毯下,隐藏着难以想象的罕见和暴力的天文现象。
+宇宙学家和研究员
宇宙大小的概念——如果它是无限的或不存在的——是非常古老的。在古代人们和哲学家认为宇宙是一个封闭的宇宙,有限的,但有一个边界。现在我们知道,认为宇宙可以有一个真正的边疆是荒谬的。
+哈勃望远镜后面的人
哈勃的发现对我们理解宇宙膨胀和发展宇宙大爆炸模型至关重要。由于这个原因,这位天文学家在今天被认为是“发现宇宙的人”,1983年,他被认为是当之无愧的,因此被命名为大型太空望远镜。