宇宙大爆炸是什么情况?

宇宙大爆炸是什么情况?
宇宙大爆炸是什么情况?

宇宙大爆炸是什么情况?
宇宙大爆炸(Big Bang)是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想.大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸.大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙.
定义和起源
宇宙大爆炸,简称大爆炸（英文：Big Bang）是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持.宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的（根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前）,并经过不断的膨胀到达今天的状态.比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”.这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化（例如空间的均一和各向同性）.描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出.1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规.哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大.如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去的距离曾经很近.从这一观点物理学家进一步推测：在过去宇宙曾经处于一个极高密度且极高温度的状态,在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则有力地支持了这一理论.然而,由于当前技术原因粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态.从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是初始状态之后宇宙的演化图景.当前所观测到的宇宙中轻元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中最初的几分钟内,通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的轻元素的丰度的理论被称作太初核合成.大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的.霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳恒态理论的倡导者,他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”.虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处.霍伊尔后来为恒星核合成的研究作出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应从轻元素制造出某些重元素的途径.1964年宇宙微波背景辐射的发现是支持大爆炸确实曾经发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了.

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宇宙是137亿年前大爆炸产生的，大爆炸之前是引力奇点。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”，一切已知物理定律均在奇点失效。在奇点扩张脱离极限以前，所有的状态对于现存世界没有影响，我们不可能从现在状态推导到奇点以前的状态。
宇宙最初是一个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”——引力奇点。根据现代物理学，这个火球必定迅速膨胀，它的演化过程好像一次巨...

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宇宙是137亿年前大爆炸产生的，大爆炸之前是引力奇点。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”，一切已知物理定律均在奇点失效。在奇点扩张脱离极限以前，所有的状态对于现存世界没有影响，我们不可能从现在状态推导到奇点以前的状态。
宇宙最初是一个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”——引力奇点。根据现代物理学，这个火球必定迅速膨胀，它的演化过程好像一次巨大的爆发。由于迅速膨胀，宇宙密度和温度不断降低，在这个过程中形成了一些化学元素，然后形成由原子、分子构成的气体物质。气体物质又逐渐凝聚成星云，最后从星云中逐渐产生各种天体，成为现在的宇宙。

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