大爆炸宇宙学理论及其在新时代下的发展
大爆炸宇宙学理论及其在新时代下的发展
地化1001班郭伟楠
一、大爆炸宇宙学——从经典宇宙理论开始
我们从哪里来？宇宙是什么样的？这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆，到中国的天圆地方，诞生了远古的神话和宗教。托勒密的天球模型认为地球是宇宙的中心，天上的太阳和其他行星绕着地球在不同层次的同心球面上运行，最高层的星星们则保持不动。这是个粗糙但有效的宇宙模型，更关键的是，符合基督教关于人间和天堂的描述。现代天文学的开创要从哥白尼等算起，借助更先进的光学望远镜，伽利略终于发现地球并非宇宙中心，地球和其他行星是围绕着太阳运转的。再到十七世纪，开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦，其在天文学中的威望在发现冥王星后达到顶峰。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽，所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在，也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问，如果万有引力是正确的，为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起？无论宇宙有没有一个中心，只要时间足够长，星系总会慢慢靠拢，最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战，但是即使是当时最具有革命精神的人，也无法想象今后的颠覆性的发现。
二、大爆炸宇宙学理论概述
大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。
从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史：
大爆炸开始时约137亿年前，极小体积，极高密度，极高温度。
大爆炸前10~43秒宇宙从量子背景出现。
大爆炸前10~35秒同一场分解为强力、电弱力和引力。
大爆炸前10~5秒 10万亿度，质子和中子形成。
大爆炸后0.01秒 1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。
大爆炸后0.1秒后 300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。
大爆炸后1秒后 100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。
大爆炸后13.8秒后 30亿度，氘、氦类稳定原子核（化学元素）形成。
大爆炸后35分钟后 3亿度，核过程停止，尚不能形成中性原子。
大爆炸后30万年后 3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。
根据哈勃常数也可以推算大约150亿年前，宇宙起始于一个奇点。
温格.波缪说：“爆炸1/100秒时，温度为1000亿摄氏度，宇宙处于最简单的热平衡状态。从纯能量中产生出来的光子和正负电子搅和在一起，连幻影般的中微子也泡在这盆热汤（就是我们所说的基本粒子浓汤）里。光子和质子的比例为10比1。爆炸1秒后，温度降到100亿摄氏度，中微子开始抽身逃离热平衡。三分钟是个划时代的时间，温度降到10亿摄氏度，正负电子湮灭完成。宇宙主要由光、正反中微子组成，核粒子只占很少份额，其中氢和氦的比例为73∶27。另外就是湮灭中多出来的与核粒子同样稀少的电子。此后70万年没有大事发生，直至温度降到3000摄氏度，自由电子渐渐各有其主，与核结成了氢和氦，物质于是脱离了辐射的热平衡，宇宙开始透明。
三、大爆炸理论与天文观测事实的互相支持
（一）大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实：
a、理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应
小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
b、观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如
果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。
c、在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机
制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。
d、根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温
度。
按照大爆炸理论，宇宙是137亿年前从一个极小的点诞生的，从那里诞生了时间和空间、质量和能量，从而由物质小微粒聚集成大团的物质，最终形成星系、恒星和行星等。在大爆炸发生前，宇宙中没有物质，没有能量，甚至没有生命。
（二）大爆炸理论的天文观测支持
大爆炸理论虽然并不成熟，但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键就在于目前有一些证据支持大爆炸理论，比较传统的证据如下所示：
（a）红位移从地球的任何方向看去，遥远的星系都在离开我们而去，故可以推出宇宙在膨胀，且离我们越远的星系，远离的速度越快。
（b）哈勃定律哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。
V＝H×D
其中，V（Km/sec）是远离速度；H（Km/sec/Mpc）是哈勃常数，为50；D （Mpc）是星系距离。1Mpc＝3.26百万光年。
（c）氢与氦的丰存度由模型预测出氢占25％，氦占75％，已经由试验证实。
（d）微量元素的丰存度对这些微量元素，在模型中所推测的丰存度与实测的相同。
（e）3K的宇宙背景辐射根据大爆炸学说，宇宙因膨胀而冷却，现今的宇宙中仍然应该存在当时产生的辐射余烬，1965年，3K的背景辐射被测得。
（f）背景辐射的微量不均匀证明宇宙最初的状态并不均匀，所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生。
（g）宇宙大爆炸理论的新证据在2000年12月份的英国《自然》杂志上，科学家们称他们又发现了新的证据，可以用来证实宇宙大爆炸理论。
长期以来，一直有一种理论认为宇宙最初是一个质量极大，体积极小，温度极高的点，然后这个点发生了爆炸，随着体积的膨胀，温度不断降低。至今，宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。
科学家们在分析了宇宙中一个遥远的气体云在数十亿年前从一个类星体中吸收的光线后发现，其温度确实比现在的宇宙温度要高。他们发现，背景温度约为-263. 89摄氏度，比现在测量的-273.33的宇宙温度要高。
四、大爆炸理论的缺陷
根据大爆炸理论，星系连同其它所有的恒星和行星都产生于一个所谓有的奇异点。这个奇异点中集中了所有宇宙最原始的物质。而科学家们对这一奇异点物理参数的评估则是：温度为1031 K，潜藏的能量密度为1098 尔格/立方厘米(作为比较，恒星内部最高温度为108 K，而中子星的物质密度为1015 克/立方厘米)。
我们很难想像，处于奇异点时期的宇宙到底是什么样。今天流行的宇宙超级结构理论认为，大爆炸后形成的微型黑洞遍及整个宇宙。这些黑洞的体积还没有一个原子核大，但其质量却相当于一个小行星。不久前还有信息称，美国宇航局计划于2007年发射一个高功率X射线望远镜GLAST。按照天文物理学家们的计算，该望远镜的敏感度足以发现微型黑洞的波动。宇宙超级结构理论将最终得到实验证实。
“大爆炸”理论最大的缺陷就是无法回答大爆炸之前这一奇异的点来源于何方？大爆炸理论存在了100多年了，但令人惊讶的是，这一理论的发展将把人们对宇宙诞生和灭亡的认识不可避免地引向神创说。并不奇怪，教皇约安-帕维尔二世早就在其书信中称当代的宇宙论与《圣经》中的论述不谋而合。
五、新时代天文发现的挑战
最近发现的迄今最远的类星体对这个理论提出了挑战。这个类星体中德黑洞质量是太阳质量的20亿倍，距离地球129亿光年，按照大爆炸理论，这相当于这个类星体在宇宙大爆炸后仅7.7亿年就存在了。
据一研究组发表在2011年6月30日《自然》杂志上的报告，这个类星体名为ULAS J1120+0641非常明亮，发光强度相当于60万亿个太阳。
该小组用英国红外线望远镜的红外深度普查发现了这个类星体，这个红外线普查涵盖了5%的天空。研究报告的作者之一，伦敦帝国学院的丹尼尔.摩尔罗克(Daniel Mortlock)将搜寻过程比喻为寻找黄金。“你在红外线波段会看到许多闪亮的东西，但并非所有的都是金子，我们这次得到了一个大金块。”他说。
这个类星体在给天文学家展示早期宇宙线索的同时，也给他们带来了难题。
“令人惊奇的是，这个对象远在我们可能观察到的最远宇宙，”摩尔罗克说。它是如此遥远，按照现行的宇宙理论，它在大爆炸之后7.7亿年就已经存在了。虽然理论家曾预测类星体可能在宇宙大爆炸后不久形成，但都没有预料会在胚胎宇宙中发现这么大的类星体。“这就像在幼儿园里发现了6英尺高的孩子，”密歇根大学天体物理学家玛塔.弗龙特里(Marta Volonteri)说。
流行的理论认为，黑洞形成于早期死亡恒星留下的微小致密的物体，或者直接形成于坍缩的宇宙气体。按照第一种理论，弗龙特里说，ULAS J11200641得在大爆炸之前形成，因为这个过程需要漫长的时间。因此天文学家只能转向直接坍缩理论，但是仍然有很多问题难以回答。
这一发现令人困惑，加拿大国家研究理事会的克里斯.维尔罗特(Chris Willott)评论道，“可能宇宙中有这么一个令人神往的地方，事情在那里进行的非常快。如果你用对仅仅一个对象的认识来解释你知道一切事物，这永远是危险的。”
维尔罗特的评论可谓一语中的。中国古代认为不同空间有着不同的时空结构，所谓“天上一日，地上一年”说的就是这个道理。现在天文学家拿着在太阳系内观测到的物理规律去解释比太阳系大不知多少万亿倍的宇
宙，如果它们的运动规律不一样，自然就难以自圆其说了。
六、新的理论挑战——暗物质、暗能量
似乎理论已经相当完善，人们试着来回答几个基本问题。首先，宇宙的形状是什么样的？什么叫宇宙的形状？打个比方，一只蚂蚁在地球仪上爬，在它看来，地面是平的，但是我们站在三维空间里知道，地球仪表面是弯曲的。如果蚂蚁想要知道它所处的面是不是弯曲，可以在地球仪表面画个三角形，测量三角形内角和，如果恰好等于180度，则称符合欧几里德几何，表面就是平的，如果不等于180度，则符合非欧几何，表面是弯曲的。“物质告诉空间如何弯曲，空间告诉物质如何运动”。根据爱因斯坦的广义相对论，引力可以使空间弯曲，就像人走在一个软垫子上，人所处的位置总塌下去一块。在大质量星体附近，我们可以看到这种空间弯曲的效应。广义相对论被世界承认正是通过爱丁顿在某次全日食时观测星光的偏移实验。星系或星系团的质量比单个恒星要大得多，可使周围使空间弯曲形成“引力透镜”，星系背后的星光被重新聚焦，一颗星星可能形成多个像或弧形的像。当很大的质量聚集在小的空间中时，周围的空间被弯曲得如此强烈，光线不能从中逃脱，这就是黑洞。
如果考虑整个宇宙，空间形状也可能是弯曲的，但是我们在三维空间中不能直观感觉到这种弯曲，得想办法测量。宇宙空间的形状有开放、平直和闭合三种可能，取决于引力和膨胀速度之间的竞争。其中使引力恰好与膨胀速度平衡的临界质量可以计算出来，大约是每立方米一个核子。那么怎么测量整个宇宙的形状呢？也是靠测量广大空间中的三角形内角和。测量不同方向上的宇宙微波背景辐射来确定三角形两条边，第三条边靠背景辐射背景的不均匀性大小确定，背景的微小扰动以产生辐射时的声速传播，距今对应1度的观测角。2001年MAP卫星最终测量结果发现我们的宇宙确实是刚好平直的。如何解释？由此古思提出了“暴涨”理论，认为宇宙在诞生之初经历了一个急速膨胀的过程，之后再以较慢的速度膨胀。暴涨理论能解释平直空间、宇宙年龄等重大问题。宇宙开始的可能弯曲由于暴涨而拉平了，就像一个气球越膨胀，气球表面就越接近一个平面一样。暴涨还可以解释磁单极问题。宇宙诞生之初由于很高的能量密度，应产生大量磁单极，但目前地球上尚未观察到。暴涨理论认为宇宙的剧烈膨胀使磁单极密度迅速变得稀疏，故地球上很难观察到。
既然已知我们的宇宙是平直的，那么整个宇宙的质量密度应该正好在临界值，然而把我们所能见的所有恒星行星星云都包括在内，质量密度也远远不足以使宇宙呈平直形状。由此推测，还有很多物质以某种观察不到的方式存在，称为“暗物质”。尽管不能直接看到暗物质，但它们通过引力与可见的星体作用，因此仍可估算其多少，目前认为，暗物质是可见物质质量的几十倍。
七、理论的另一个极端——大收缩
科学家对宇宙的历程提出了新的理解，整个宇宙整在塌缩，也许在离我们很远很远的某个地方有一种令人难以想像的暗能量正在牵引着整个宇宙。
在过去100年里，从阿尔伯特·爱因斯坦到斯蒂芬·霍金的大多数科学家，一直都认为宇宙最后将停止膨胀，并由于星系重心吸引力作用向内部坍缩。
这样可以很好地解释为什么几乎所有天体都在加速远离我们，而大爆炸理论确对此难以理解。也许如果我们的科技足够发达，对宇宙更加了解，我们会发现，原来我们的宇宙真的在不断塌缩，直到整个宇宙塌缩成一个点。也就是说，我们的宇宙正发生大爆炸的逆过程。
参考资料：
中华网【中华论坛】天文新发现挑战宇宙大爆炸理论：
https://www.360docs.net/doc/875267130.html,/data/thread/1011/2728/37/15/1_1.html
中山教育信息港探究宇宙的脚步“宇宙大爆炸”：
https://www.360docs.net/doc/875267130.html,/news/2008/11/04/174416-8984-1.html
豆瓣读书宇宙大爆炸理论简介：
https://www.360docs.net/doc/875267130.html,/group/topic/7192131/
百度百科大爆炸宇宙学：
https://www.360docs.net/doc/875267130.html,/view/39430.htm#8
参考文献：
《时间简史》斯蒂芬·霍金
《果壳中的宇宙》斯蒂芬·霍金
《大设计》[英] 斯蒂芬·霍金 / 列纳德·蒙洛迪诺
大爆炸学说
大爆炸学说 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。《淮南子·原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。 大约在150亿年前，宇宙所有的物质和能量都高度密集在一点，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，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。大爆炸的整个过程是复杂的，现在只能从理论研究的基础上，描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，形成了当今的宇宙形态，人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说，与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它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。这一从冷到热，从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。 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。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。 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们根据哈勃常数也可以推算大约150亿年前，宇宙起始于一个奇点。大爆炸宇宙模型是一种广为认可的宇宙演化理论。其要点是，宇宙是从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生的。时间至少发生在100亿年前。这种模型基于两个假设：第一是爱因斯坦提出的，能正确描述宇宙物质的引力作用的广义相对论；第二是所谓宇宙学原理，即宇宙中的观测者所看到的事物
宇宙大爆炸
（Carl Wilhelm Wirtz）证实了绝大多数类似的星云都在退离地球。不过斯里弗尔并没有因此联想到这个观测结果对宇宙学的意义，这也是由于在当时，人们就这些“星云”是否是我们的银河系之外的“岛宇宙”这一问题存在着高度争议。在理论研究方面，1917年爱因斯坦将广义相对论理论应用到整个宇宙，发表了标志着物理宇宙学建立的论文《根据广义相对论对宇宙学所做的考察》。然而从广义相对论出发建立的宇宙模型不是静态的，这和当时相信静态宇宙的主流观点并不符合，爱因斯坦为此在场方程中加入了一个宇宙学常数来进行修正。1922年，苏联宇宙学家、数学家亚历山大·弗里德曼假设了宇宙在大尺度上的均匀和各向同性，利用引力场方程推导出描述空间上均一且各向同性的弗里德曼方程，并且在这一组方程中宇宙学常数是可以消掉的。通过选取合适的状态方程，从弗里德曼方程得到的宇宙模型是在膨胀的。1924年，埃德温·哈勃对最近的“旋涡星云”距地球的距离进行了测量，其结果证实了它们在银河系之外，本质是其他的星系。1927年，比利时物理学家、天主教牧师乔治·勒梅特在不了解弗里德曼工作的情况下独立提出了星云后退现象的原因是宇宙的膨胀。1931年勒梅特进一步指出，宇宙正在进行的膨胀意味着它在时间反演上会发生坍缩，这种情形会一直发生下去直到它不能再坍缩为止，此时宇宙中的所有质量都会集中到一个几何尺寸很小的“原生原子”上，时间和空间的结构就是从这个“原生原子”产生的。 1924年起，哈勃为勒梅特的理论提供了实验条件：他在威尔逊山天文台利用口径250厘米的胡克望远镜费心建造了一系列天文距离指示仪，这是宇宙距离尺度的前身。这些仪器使他能够通过观测星系的红移量来推测星系到地球的距离。他在1929年发现，星系远离地球的速度同它们与地球之间的距离刚好成正比，这就是所谓哈勃定律。而勒梅特在理论推测，根据宇宙学原理当观测足够大的空间时，没有特殊方向和特殊点，因此哈勃定律说明宇宙在膨胀。 二十世纪三十年代，还出现了一些尝试解释哈勃所观测到现象的非主流宇宙模型，例如米尔恩宇宙、振荡宇宙（最早由弗里德曼提出，后来的主要推广者是阿尔伯特·爱因斯坦和理查德·托尔曼）、弗里茨·兹威基的衰减光子假说。 第二次世界大战以后，宇宙膨胀的观点引出了两种互相对立的可能理论：一种理论是由勒梅特提出，乔治·伽莫夫支持和完善的大爆炸理论。伽莫夫提出了太初核合成理论，而他的同事拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼则理论上预言了宇宙微波背景辐射的存在。另一种理论则是英国天文学家弗雷德·霍伊尔等人提出的稳恒态宇宙模型。在稳恒态宇宙模型里，新物质在星系远离留下的空间中不断产生，从而宇宙在任何时候看上去都基本不变化。具有讽刺意味的是，大爆炸理论的名称却是来自霍伊尔提到勒梅特的理论时所用的称呼，他在1949年3月的一期BBC广播节目《物质的特性》（The Nature of Things）中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。之后的许多年，这两种理论并立，但射电源计数等一系列观测证据使天平逐渐向大爆炸理论倾斜。1965年，宇宙微波背景辐射的发现和确认更使绝大多数物理学家都相信：大爆炸是能描述宇宙起源和演化最好的理论。现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关，或者是它的延伸，或者是进一步解释，例如大爆炸理论的框架下星系如何产生，早期和极早期宇宙的物理定律，以及用大爆炸理论解释新观测结果等。 二十世纪九十年代后期和二十一世纪初，望远镜技术的重大发展和如宇宙背景探测者（COBE）、哈勃太空望远镜（HST）和威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）等空间探测器收集到的大量数据使大爆炸理论又有了新的大突破。宇宙学家从而可以更为精确地测量大爆炸模型中的各种参数，并从中发现了很多意想不到的结果，比如宇宙的膨胀正在加速。
浅谈宇宙大爆炸理论
浅谈宇宙大爆炸理论 机械12-1 121014122 孙静 我们从哪里来？宇宙是什么样的？这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆，到中国的天圆地方，诞生了远古的神话和宗教。十七世纪，开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽，所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在，也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问，如果万有引力是正确的，为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起？无论宇宙有没有一个中心，只要时间足够长，星系总会慢慢靠拢，最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战，但是即使是当时最具有革命精神的人，也无法想象今后的颠覆性的发现。 大爆炸理论（Big Bang）是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论，宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度，同时根据广义相对论的弗里德曼模型，宇宙空间可能膨胀。延伸到过去，这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中，宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么，广义相对论认为有一个引力奇点，但物理学家对此意见并不统一。 “大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。[1] 1927年，比利时天主教神父勒梅特（Georges Lema?tre）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成。 大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化，这段时间通过计算大概在距今137亿（1.37 ×10^10）年前；但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论，乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代，这一辐射被探测到，有力地支持了大爆炸理论，从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。 大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的。 1910年代，维斯特·斯里弗尔（Vesto Slipher）和卡尔·韦海姆·怀兹（Carl Wilhelm Wirtz）证实了大多数旋涡星系正在退离地球，不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么，也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。同时在理论上，爱因斯坦的广义相对论成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过度量张量描述的宇宙不是膨胀就是收缩，爱因斯坦认为他自己解错了，并加入了一个宇宙学常数来进行改正。第一个不
马克思分析宇宙大爆炸
现在我们就用马克思主义检验一下宇宙大爆炸理论。 先来认识一下什么是宇宙大爆炸理论。 “宇宙大爆炸学说”作为现代天文学宇宙论中的一个学派, 是研究回答宇宙的发生和发展的问题的。这个学说, 是在1 9 4 8 —1 9 4 9 年间, 阿尔法、贝特和伽莫夫以及赫曼等人共同发展的一种宇宙论。由于这几位创始人的姓名偶然地和希腊字母a 、β、r 谐音, 所以又称为a 一β一r 的理论。这个学说的主要观点认为, 我们的宇宙曾有过一段从密到稀, 从热到冷的演变史。在这个时期内, 宇宙体系在不断地膨胀, 而且这一膨胀过程, 开始时十分迅猛, 如同一次规模巨大的爆炸。具体说, 大约在l的多亿年前, 宇宙升始发生大爆炸。其过程是: 在宇宙的早期, 温度10 0 亿度以上, 物质处于高密状态, 宇宙间只有电子、光子、中微子和少量的中子，质子等基本粒子形态的物质。由于整个体系在膨胀, 所以温度很快下降。当温度降到10 亿度左右时, 化学元素从这一时期开始形成。当温度降到1 0 万度后, 早期形成化学元素的过程结束, 宇宙间的主要物质是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到儿千度时, 电子与氢核组成原子, 这样组成的气体在引力的作用下凝聚成气云, 最后逐渐形成今日宇宙里各种各样的星系和恒星。 从物质方面分析: 1:按照马克思唯物主义，根本就没有什么造物主或者上帝，客观世界都是物质的，任何现象都可以用物理定律来解释，科学唯物主义可以解释宇宙中大部分现象，日月星辰，人体动物、力学光学等!宇宙大爆炸学说, 既然认为宇宙是因为其本身体积、温度的变化而产生的爆炸,并且爆炸产生以后, 它的发生、发展只受其物理学规律的支配, 神或上帝并不能进行干预, 因此这个学说与辩证唯物主义的宇宙观念是一致的, 它在一定程度上支持了世界是统一的物质世界的观点。 2:物质是守恒的, 即物质不能创生, 不能消灭, 整个世界就是物质的世界, 根本不存在物质世界之外的一个什么东西。物质世界从宇观上说是至大无外的, 而从微观上说是至小无内的。整个物质世界也无所谓开端和结束.很多人认为宇宙大爆炸是一切世间物质的起源,我们小组不大同意这个观点.根据宇宙大爆炸学说,物质从头到尾都是存在的.它并没有提及一个从无到有的诞生过程.只是解释了物质如何密度从低稀到高密,从电子,光子发展到中子，质子的过程.从这一点来说,它符合了物质的守恒性.
宇宙大爆炸概论
学院：数学学院学号：20120510293 姓名：陈椿文 简述大爆炸宇宙学所描述的宇宙演化过程大爆炸理论（Big Bang）又称大爆炸宇宙学，是当代关于宇宙起源的理论。也是现代宇宙学中最有影响的一种学说。与其他宇宙模型理论相比，大爆炸宇宙学更能说明一些观测事实。其主要观点是，认为我们的宇宙曾经有过一段从热到冷的演化过程。宇宙并非静止的，而是在不断地膨胀，物质密度从密到稀，就如同一次巨大的爆炸一样。 1927年，比利时天文学家乔治〃勒梅特首次提出了“大爆炸”的概念，认为宇宙开始于一个极小的原始“超原子”（现称为“原始火球”）的灾变性爆炸。1948年，美籍俄裔天体物理学家乔治〃伽莫夫将广义相对论引入到宇宙理论中，提出了宇宙起源的大爆炸模型，其理论出发点是埃德温〃哈勃发现的星系退行速度与距离的关系。既然各星系目前正在彼此退离，那么它们过去必然是彼此互相靠近的。照此追溯下去，大约150亿年（近年来修正为137亿年）前的某一时刻，一个密度极大、温度为10（32次方）K、尺度为10（负36次方）的“原始火球”爆炸，这个无限小点称为“奇点”。从这里诞生了时间和空间、质量和能量，于是宇宙从“无”中诞生。而爆发之“前”，时间和空间毫无意义，因为时间和空间是从奇点开始的。在10（负34次方）秒的极短时间内，宇宙膨胀了10（100次方）倍。极大热能的一部分转化为物质和反物质，包括夸克、反夸克、电子、反电子等基本粒子。物质和反物质碰撞而湮灭并放出光。由于物质远远多于反物质，在10（负5次方）秒后，剩余的物质随着膨胀减速和温度下降，夸克凝聚成中子和质子，进而形成氢核与氦核。此后的30万年间，温度继续下降至5000～4000K，原子核捕捉到曾经无序飞散的电子，构成原子。宇宙变得不透明，进入黑暗时代，这样持续了大约9亿年。此时的宇宙大体上是均匀的，但也存在大约10万分之一的不均匀度。这导致物质凝聚，形成恒星，聚集成星系，星系集结成星系团，更进而聚合成超星系团以及介于其间的超级空洞。现在我们能够通过各种手段观测到的距离100多亿光年宇宙深处的天体，就是宇宙大爆炸后形成的原始天体。 大爆炸学说能较好地解释一些观测事实，也显示了一定的生命力，并且成为目前关于宇宙形成、演化的主流学说。因而取代了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。
科幻说·宇宙大爆炸篇(700字)作文
精选作文:科幻说·宇宙大爆炸篇(700字)作文 我们生活的地球，在银河系这一庞大星系中是非常渺小的，这也启发者人类对宇宙的探索，随即一些谜题涌现出来。宇宙好比一座发电厂，有一定的负荷，如果超负荷运转，难免会有一场大爆炸。多年来，人们在不断的大胆猜测。1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个原始原子中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀。1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射，后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹，从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获1978年诺贝尔物理学奖。20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10-43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释。宇宙大爆炸所产生的威力是不可想象的，也不容我们想象，有这样一种假设：如果小行星脱离地心引力，而到了同地球同一轨道，运行速度远远超过了地球，那会不会对地球造成威胁呢？这种假设也不能完全被否定。宇宙的温度逐渐升高，宇宙是由一个极小的点爆炸而形成的，并处于不断膨胀中。这个爆炸的点是个密度超级大，体积超级小的点，一般人是难以想象的。如果宇宙真的发生爆炸，那我们全人类将如何躲避呢？霍金预言：宇宙会在2020年发生大爆炸，而人类只能移民，最好的去处就火星。我们这一代人，要勇于探索神秘的宇宙，敢于发现，大胆设想。通过近年来人们的努力，宇宙的神秘面纱一一被揭开，不久将会公诸于世。爆炸是一个什么概念？可不仅仅是爆炸，它的威力可比三四十万座核电站爆炸还恐怖，其危害可想而知。宇宙离我们不远了。初二:逍遥先森 篇一：科幻作文 我的小发明 2025年，我发现树木、水大量减少，垃圾却越来越多，“我们人类命苦呀!该增加的减少了，不该增加的却增加了!”我抱怨着，“怎样才能让水、树变多呢?”这个问题我想了三天三夜，终于发明出了“环境保卫队”。 首先由它们的头领——树苗复制机上场，我把5棵树苗放进它的肚子里，只听“轰隆隆”几声，5棵树苗变成了5000棵树苗，我开心极了，把4000棵树苗交给“植树机器人”，“植树机器人”带着许多树苗去了一座山，它4秒钟就挖了4000个坑，又用4分钟的时间把4000棵树都种完了。这时它拿出我给它的通迅器对三号说：“喂，三号，快来一号秃山。”“来了，来了!”这时三号已经站在种植机器人面前了，三号是一台生产水的机器，它给小树们用了“快速生长药水”让4000棵小树变成参天大树。“主人，主人，顺利完成任务!”种植机器人向我报告，“嗯，你先休息会儿吧!” “产水机”的工作还没完呢!它又去了黄河，把黄河的脏水排了出去，又把清水放进了黄河，哈哈!黄河变成了“清河”了! “扫地机器人”只要用30秒的时间就能打扫完一个城市，可是，人们每天都乱扔垃圾，我真担心把它累坏了。于是，我又发明了“机器克隆仪“，还配了一个表，这个表虽小，五脏俱全。晚上，所有的机器都会变小，缩进表里，让它们好好地休息。 “思思起床了!“我睁开眼，原来是妈妈在叫我，唉?我不是在未来世界吗?原来，这是一场梦呀!但我相信，只要
第三章-宇宙的起源与宇宙大爆炸
第三章宇宙的起源与宇宙大爆炸 教学目的：了解古今描述宇宙的模型，掌握银河系和宇宙膨胀的发现，理解大爆炸的证据 教学重点：宇宙的起源，宇宙的演化，宇宙大爆炸 教学难点：宇宙的起源 课时分配：一、人类对宇宙的认识0.5课时 二、宇宙的起源0.5课时 三、宇宙的演化0.5课时 四、宇宙大爆炸0.5课时 课后讨论：1．叙述“哈勃定律”的内容和公式，谈谈它的作用和意义。 2．简述发现宇宙膨胀的原理及途径。 3．试论述从现代宇宙理论的创立到宇宙大爆炸模型的建立过程及重要人物。 一、人类对宇宙的认识 1．宇宙的概念 早在2300多年前，我国战国时代的思想家庄子（大约公元前369—前286年）就浪漫激情地幻想“旁（傍）日月，挟宇宙”。其实中文的“宇”、“宙”二字原指“屋檐”和“栋梁”，都是指人居住的地方，后来才延伸为“天地四方（空间）、古往今来（时间）的总称。它超越了东西南北的方位，无边无际；超越了一朝一夕的时间，无穷无尽。与“宇宙”混用的“世界”二字则出于佛教的说法，也是时间（世代）和空间（边界）的合称。 在西方，以英语为例也有两个词表达“宇宙”，即cosmos和university。cosmos原意指秩序，引申为“有秩序的宇宙体系”；university则表示包罗万象、无所不容的宇宙全体。 2．人类对宇宙的认识 (1).局限于太阳系的宇宙说──地心说 古代的人们首先注意到的宇宙现象，如昼夜交替、月亮圆缺、日食月食、天体位置随季节的变化以及行星在星空背景上的移动等等，实际上只是太阳、地球、月亮、行星等太阳系天体运动的反映。因此，以这些现象为基础建立起来的宇宙理论，无论是中国古代“天圆如张盖，地方如棋局”的盖天说，“天体圆如弹丸，地如鸡子中黄”的浑天说，还是古希腊以地球为中心，依次排列月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星等“九重天“的地心说，都没超出太阳系的范围。恒星在这些宇宙理论中的地位，只不过是个一成不变的布景或陪衬。 (2).局限于太阳系的宇宙说──日心说 16世纪哥白尼提出的日心说虽然仍末超出太阳系的局限，但却把地球从居于宇宙中心的特殊地位降为一颗绕太阳旋转的普通行星，正确地反映了太阳系的实际情况。这不仅直接为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立经典力学体系铺平了道路，而且从根本上动摇了人类中心论等宗教教义不可冒犯的神话。它作为自然科学第一次从神学桎梏下解放出来的“独立宣言”，在人类思想史以至社会发展史上作出了不可磨灭的贡献。 (3).从太阳系到广阔的恒星世界 18，19世纪是太阳系天文学发展的鼎盛时期。借望远镜的帮助，人们不仅发现了天王星、大量的小行星、行星卫星等太阳系成员，还根据天王星实际观测位置与理论计算位置的偏差，用天体力学理论准确地预言了海王星的存在和位置，并最终发现了海王星、冥王星，从而有力地证明了当时的宇宙理论同太阳系的客观实际是相符的。与此同时，人类的视野也逐渐由太阳系扩展到更为广阔的恒星世界。 17l8年，哈雷将自己的观测同1000多年前托勒玫时代的观测结果相比较，发现有几颗恒星的位置已有明显变化，首次指出所谓恒星不动的观念是错误的。 1837年，斯特鲁维测定了织女星的周年视差（由于地球绕日公转而产生的天体方向变化）为0.125角秒，这意味着它与太阳的距离为日地距离（1．5亿公里）的165万倍，远远超出了太阳系的边界（日地距离的40倍）。 1912年，勒维特发现造父变星（其亮度由于星体的膨胀收缩运动而发生周期性变化的一类变星）的光变周期同光度之间存在确定的关系，使测定包含这类变星的遥远恒星集团的距离成为可能。 6年后，沙普利分析当时已知的100多个球状星团的距离和视分市资料，得出银河系是一个直径达10万光年的庞大的透镜形天体系统，太阳并不处于其中心的正确结论。
宇宙大爆炸 观后感
从宇宙大爆炸，认识宇宙 红河学院生命科学与技术学院 人类对宇宙的认识是一个漫长的过程，随着人们对宇宙的认识加深，对人类自己的认识也在逐步加深。只能说生命的存在是宇宙制造的奇迹，人，这一智能生物的存在发展更是生命的奇迹，在浩瀚的宇宙中人是那么渺小，再与宇宙漫长的演变过程相比，人的生命又是那么短暂。在漫长的进化过程中多少的生物在自然地选择下逐步退出了生物进化的舞台，而现在生存下来的都是经过自然自然选择洗礼的强者，“我们就是那些勇往直前的后代，我们的身体中都是勇敢者的基因”这也许就是生命的意义。我只能敬畏生命的顽强。敬畏宇宙的神秘。 宇宙的演变是一个漫长的过程，似乎人们已知道宇宙如何诞生，但谁又知道宇宙最终的结局，在宇宙的“一生中”诞生了生命这一奇迹，这是谁也无法预料的，生命诞生的概率不知道是几千万分之一，需要太阳这样提供能源的恒星，也需要地球这样苛刻的条件的行星作为条件。不可断言是否存在地外文明，或除地球以外的存在生命的星球，但在浩瀚的宇宙中又会有多少？我们不得而知。比之人的一生何尝又不是如此，从呱呱坠地的那天起就注定了这一生的不平凡，我们不知道自己的终点在何处，但我还得顽强的活下去，因为谁也不知道自己的一生会创造出怎样的奇迹，就像宇宙一样，或许它也不知道他何时会孕育出生命，更甚至人。宇宙是在不断发展的，我们也不能停
止前进的步伐。 如果说生命的诞生是宇宙的奇迹，那么人或许就是生命的奇迹了，人类的发展历程不过短短几百万年，但在这短短的几百万年里人类的发展已达到一种连人类自己都感到震撼的程度，在了解自己的基础上已将自己的目光发展到地球以外的宇宙世界。人类的发展历程是艰难的，曾经有多少生物和我们站在同一起跑线上，人类以自己顽强的生命力及惊人的创造力最终赢得了这场竞赛的胜利。这是我们祖先给予我们的宝贵精神财富，活着就要不断奋斗拼搏，否则就将被自然所淘汰，物竞天择，适者生存，这是永恒的真理。 仰望星空，璀璨的繁星，见证了宇宙的浩瀚，我们还不能了解宇宙的全部，但我们跟宇宙一样，都在发展，都在向着更大更远的方向进步，也许宇宙没有尽头，我们的追求也没有尽头，这就是人——生命的奇迹，宇宙的奇迹。这也是浩瀚的宇宙给予我们的启示！
论宇宙大爆炸 (1)
论宇宙大爆炸 北大资源中学初一（4）孙巍摘要:宇宙大爆炸是一种学说，是根据天文观测后得到的一种设想，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，因而发生了大爆炸。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。大爆炸之后，所有的物质开始向外大膨胀，就形成了我们今天看到的宇宙。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，形成了当今的宇宙形态，人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 宇宙大爆炸模型是对宇宙产生和发展过程的一种科学假设，它描述了宇宙的发展过程，是一种理论预言。它由1984年乔治·伽莫夫和他的两位研究生一起提出，是现今被被普遍接受的宇宙模型，被称为标准宇宙模型。宇宙大爆炸模型指出：宇宙产生于空间奇点，时间由此开始，空间也由此不断膨胀。 1.宇宙大爆炸模型的含义 伽莫夫等在美国《物理评论》杂志上发表了关于宇宙大爆炸学模型的文章：提出宇宙是由甚早期温度极高且密度极大，体积极小的物质迅速膨胀形成的，这是一个由热到冷、由密到稀和不断膨胀的过程，犹如一次规模及其巨大的超级大爆炸。 宇宙大爆炸模型是现代宇宙学中最有影响力的学说，比其他宇宙模型更能说明较多观测到的事实，在这个时期，宇宙不断地膨胀，温度由热到冷，密度由密到稀，当温度为10亿左右，中字开始失去自
由存在的条件，要么发生衰变，要么与质子结合，化学元素就是从这一时期开始的。 2.宇宙大爆炸模型的特征 2.1.科学性 假说来源于科学事实，即宇宙天体红移现象和宇宙3k微波辐射背景的发现与科学理论即多普勒效应和热力学定律等，因而具有科学性。 2.2.假定性 假说推测宇宙是由甚早期温度极高且密度极大，体积极小的物质迅速膨胀形成的，这是一个由热到冷、由密到稀和不断膨胀的过程，犹如一次规模及其巨大的超级大爆炸，其推测具有假定性。 2.3.易变性 在宇宙大爆炸假说的框架上，1992年，萨莫林在前人的基础上提出了宇宙自然选择学说，即母宇宙是空间闭合的，犹如一个黑洞，该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点，奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙，这体现了假说的易变性。 3.宇宙大爆炸理论的证据 3.1.宇宙的年龄 如果星系目前正在彼此远离，那它们过去必定靠的更近，也就是说，较早时代的宇宙，物质密度会更高，继续这一推理就意味着过去必定存在一个时刻，那时宇宙中的物质处于极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度，就可估计出那一时刻距今
《宇宙大爆炸》观后感
以小识大 ——《宇宙大爆炸》观后感通过视频《宇宙大爆炸》，让我认识了宇宙的起源，对宇宙的演变认识有了深入的认识。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。我们才知道了“大爆炸”这一回事。视频《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》。下面我就选取前两个部分介绍以及谈谈我的感受。 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。宇宙刚刚大爆炸远远不到一秒钟的时间，就产生了许多短寿命粒子，之所以说它们是短寿命粒子，是因为它们一产生就以极快的速度互相湮灭掉，只剩下微量夸克。现在有的科学家认为，在大爆炸发生后，宇宙比一个原子核还小，所以宇宙没有爆心。爆炸发生在宇宙的每一个角落。宇宙爆炸就像荷兰艺术家M.C.埃舍尔的一幅抽象画一样。无论你站在那一个方块上，都以为自己是“爆心”。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。我想：这就像我们每一个人，在认识世界、认识物质时，总习惯于以自己为中心，用自己的眼光、自己的思维来对待。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。 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。 说到星球，星球分恒星和行星。恒星可以给宇宙增添光彩，但是我们光用肉眼观测宇宙是远远不够的。就像一名钢琴家，他的琴只有八个键，想演奏一首小夜曲，是不可能的。比如说大名鼎鼎的天狼星吧，但是你们不知道天狼星是两颗恒星，一颗星是白矮星，另一颗星是耀眼的恒星，可如果用射线望远镜看的情况正好相反。因为白矮星更“耀眼”。这又让我想到了，我们在认识一个人，对待一件事时，要像观测宇宙一样，不能只看表面现象，要深入了解，才能认识到真面目！ 宇宙的演变是一个漫长的过程，似乎人们已知道宇宙如何诞生，但谁又知道宇宙最终的结局，在宇宙的“一生中”诞生了生命这一奇迹，这是谁也无法预料的，生命诞生的概率不知道是几千万分之一，需要太阳这样提供能源的恒星，也需要地球这样苛刻的条件的行星作
论文 - 浅谈宇宙大爆炸理论
行政管理系 浅谈宇宙大爆炸 “大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语，如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。遗憾的是，由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质，对于大爆炸，往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论，结果使得公众越发感到科学神秘莫测，甚至引发一些对科学的误解。
浅谈宇宙大爆炸 摘要：“大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语，如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。遗憾的是，由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质，对于大爆炸，往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论，结果使得公众越发感到科学神秘莫测，甚至引发一些对科学的误解。 关键词：宇宙大爆炸起源证据影响 从盘古开天辟地的传说，到亚里士多德和托勒密的地心说和哥白尼的日心说，再到今天迅速流行开来的宇宙大爆炸理论，人们对宇宙起源的探索从来就没有停止过。 常常有人这样问：“什么引起了大爆炸？”“大爆炸以前发生了什么？”“大爆炸以前宇宙是什么样的？”对热爆炸宇宙理论来说，不存在“大爆炸以前”这样一个时间观念，大爆炸是空间、时间、能量和物质等一切的开端和起源，或者说，在大爆炸之前，没有空间、没有时间，也没有能量和物质。时间是标识宇宙时间的坐标，在时空流行之前，时间不具备任何意义，不在时间中的事件，也没有任何意义，在没有时间的地方，就没有任何常识中的因果关系，时空概念不能外推到大爆炸之前。因此，事先并不存在使大爆炸得以发生的空虚的事件和原因，反过来说发生于大爆炸之前的虚拟的事件不能有后果，因为时间是从大爆炸开始的。倒推着说也可以，时间到大爆炸奇点便停滞了，科学定律失去了意义，可预见性到大爆炸出失效了。人们不能用大爆炸前存在的事件去确定那以后所要发生时间，也不能用大爆炸后发生的事件去确定这之前发生的事件。 一、宇宙的起源 我们的宇宙是如何形成的，原始状态如何?有着许多不同的学说，比较公认的是“大爆炸形成”。 所谓大爆炸理论，就是认为宇宙起源于一次“大爆炸”。这只是一种形象的说法，并不同于我们通常意义上理解的爆炸。这一理论有一个基本出发点：宇宙在不断地演化，且具有一个起点。宇宙的起点，也可以说是宇宙的零点，此时的宇宙没有时间，没有空间，没有任何目前
宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸,简称大爆炸(英文：Big Bang
宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸，简称大爆炸（英文：Big Bang 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 爆炸理论。宇宙大爆炸。简称大爆炸。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。并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。 中文名,爆炸理论。作用,宇宙诞生及其后续演化宇宙学模型。发展,宇宙结构的实验观测和理论推导。 定义和起源。比利时天主教神父。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。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
大爆炸宇宙学理论及其在新时代下的发展
大爆炸宇宙学理论及其在新时代下的发展 地化1001班郭伟楠 一、大爆炸宇宙学——从经典宇宙理论开始 我们从哪里来？宇宙是什么样的？这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆，到中国的天圆地方，诞生了远古的神话和宗教。托勒密的天球模型认为地球是宇宙的中心，天上的太阳和其他行星绕着地球在不同层次的同心球面上运行，最高层的星星们则保持不动。这是个粗糙但有效的宇宙模型，更关键的是，符合基督教关于人间和天堂的描述。现代天文学的开创要从哥白尼等算起，借助更先进的光学望远镜，伽利略终于发现地球并非宇宙中心，地球和其他行星是围绕着太阳运转的。再到十七世纪，开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦，其在天文学中的威望在发现冥王星后达到顶峰。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽，所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在，也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问，如果万有引力是正确的，为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起？无论宇宙有没有一个中心，只要时间足够长，星系总会慢慢靠拢，最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战，但是即使是当时最具有革命精神的人，也无法想象今后的颠覆性的发现。 二、大爆炸宇宙学理论概述 大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。 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史：
宇宙大爆炸理论中的哲学问题
生物技术世界 ２０１２年第５期 总第５４期 134 在关于宇宙起源的众多假说中，当前最有影响的是“宇宙大爆炸理论”。按照这个理论，宇宙起源于200亿年前一个极高温极高密度的“原始火球”的大爆炸。如果对这一理论进行仔细的分析，可以发现其中包含有多方面的哲学问题。现就如下几个方面进行具体的阐述。 1 关于世界的本原 在关于世界本原的哲学理论中，有一种观点认为世界由“无”中产生，而宇宙大爆炸理论就包含有这样的哲学观点。 纵观人类的哲学史，关于世界产生于“无”的观点，可见于很多哲学家的论述中。这其中，最有代表性的是中国古代的哲学家老子和德国古典哲学家黑格尔。老子提出“道”这个范畴，认为“道”是世界万物的本原，而“道”即是“无”，因此他得出一个结论：“天下万物生于有，有 生于无。”[1] 即世界万物由“无”产生。黑格 尔提出“绝对”这个范畴，认为“绝对”是世界万物的本原，由于“绝对”的第一个解释也即最基本的含义是“纯有”，而“纯有” 又“直接地说来，也就是无”，[2]因而，世界 产生于“无”也就是不言而喻的结论。 这种世界产生于“无”的观点应该怎么理解呢？这里所说的“无”，并不是绝对空虚的“无”，自身实际上也是一种“有”，只是由于它处于最高抽象层次上，没有任何的具体规定性，没有形体，无从感觉，不可名状，因而与有具体规 定性的实际事物相对而言，也就表现为“无”。这就是说，所谓世界由“无”产生，也就是由这种无规定性的“有”产生。换言之，整个世界发展的勃勃生机，即表现于这种无中生有的过程中。 我们再来看看宇宙大爆炸理论对于宇宙产生过程的描述：在“原始火球”大爆炸的开始阶段，也即从1秒开始持续到104年，宇宙内容以辐射为主，实物只占次要地位。104年后，温度下降到105 K ，形成稳定的原子，宇宙中辐射退居次要地位，实物占据主要地位。之后，宇宙中稀疏的气态物体开始形成原始星云，进而形成星系团，再从星系团分化出星系（如银河系）。这里，“辐射”是一种以“场”的形态存在的物质，没有具体的重量和形体，也即是“无”；而“实物”是一种以“实体”形态存在的物质，有具体的重量和形体，也即是“有”。由此也就反映出，宇宙大爆炸理论所描述的宇宙的生成过程是从无到有的过程，也即包含着世界由“无”中产生的哲学道理。 2 关于世界与时空的关系 客观世界与时间空间之间的关系，历来是哲学所考察的重要问题，宇宙大爆炸理论也涉及到了这个问题。 在客观世界与时间空间的关系问题上，哲学史上历来存在着两种截然相反的观点。一种观点认为时空与客观世界相脱离。这种观点以牛顿为代表。他认为：“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何 事物无关而永远是相同的和不动的”；“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而均匀地，与任何其 他外界事物无关的流逝着。”[3] 另一种观点 认为时间与空间是物质存在的方式，与客观世界不可分离。持这种观点的哲学家很多。如费尔巴哈说：“空间和时间是一切实 体的存在形式。”[4]在这方面，最有说服力 的是爱因斯坦的相对论，它以“时空的性质由物质质量的分布所决定”的结论，彻底动摇了牛顿关于时间空间与物质相脱离的理论，从科学的角度确立了时空与客观世界不可分离的观念。 再看看宇宙大爆炸理论对于时空问题的描述：在原始火球爆炸之前，它的质量无限大，时间和空间都为零，而只有在原始火球爆炸之后，随着宇宙的急剧膨胀，才有了时间和空间。也就是说，时间和空间是和宇宙一起产生，它们是紧密地结合在一起的。由此也就反映出，宇宙大爆炸理论认为，时间和空间与客观世界之间处于一种紧密联系而不可分割的的关系。 3 关于世界的演化发展 无数事实证明，客观世界是演化发展着的，但人们关于世界演化发展的观念，则有一个逐渐形成的过程。在中世纪，以牛顿力学为基础的形而上学自然观认为：自上帝的“第一推动力”起作用以后，自然界从来就如此并永远这样运行下去，自然界没有历史，没有演化发展 宇宙大爆炸理论中的哲学问题 张 威 （陕西铁路工程职业技术学院思想政治理论教学科研部 陕西渭南 ７１４０００） 摘要：本文通过对宇宙大爆炸理论的分析，揭示出该理论中蕴涵着丰富的哲学思想。在这些哲学思想中，有不少观点是很深刻的，诸如世界产生于“无”的观点、世界与时间和空间密切联系不可分割的观点、世界演化发展的观点等，这些都应当予以充分的肯定。然而，该理论中也难免有一些不足之处，如世界有限论以及由此可能导致的变相的“上帝创世论”等，也应该予以客观公正的批评与评价。 关键词：宇宙大爆炸 本原 时空 演化发展 无限性 基金项目：陕西铁路工程职业技术学院研究生科学研究基金项目“科学技术哲学的相关原理与应用研究”（２０１２－０２）． 作者简介：张威（１９７６—），男，陕西西安人，硕士，陕西铁路工程职业技术学院思想政治理论教学科研部，研究方向：科技与当代社会发展。
宇宙大爆炸的过程
中国现阶段官民之间矛盾之所以比较突出,是由中国特定的社会转型背景条件所决定的。一方面,民众对于政府有着一种心理和行为的惯性依赖。应当承认,在中国现阶段,法律制度的建设比较滞后,民众的法治意识比较淡漠,而且社会组织的发展也比较滞后。在这样的情形下,作为一种没有办法的理性选择,同时也是作为民众传统心理的一种延续或者是一种路径依赖,民众自然就会向政府表达大量的甚至是各种各样的利益诉求。实际上,这是民众对政府的一种错位行为,即:该找的事情去找政府,不该找的事情也去找政府。2006年全国综合社会调查数据显示,当问及被调查者在遭遇不公平对待时最想上诉的部门,前三位的选择分别是:4912%的人选择了本地政府,1610%的人选择了法院,1416%的人选择了本单位领导。[6](P190)另一方面,政府对于民众承担了大量的、几乎可以说是难以胜任的无限责任。本来,现代社会当中政府的合理定位应当是公共服务型政府,但是由于中国的现代化进程是政府推动型的,政府对于整个现代化进程起着别的国家和地区所不具有的巨大作用,对于社会的方方面面有着力度较大的干预力。这些干预力有的是十分必要的,有的是特定时期不得已而为之,有的则是越过了公共利益的边界成为一种有害的行为。后两者或者是缺乏必要的法理依据,或者是会程度不同地损害民众的利益。基于前述两个方面的分析,可以看到:既然民众对于政府有着 一种过度的依赖,依靠政府解决问题的期望值很高,同时政府在法理的框架内难以有效、全面地解决民众的各方面要求,而且政府不恰当的
干预力会直接损害民众的合理利益,因此,在这样的情形下,官民之间的矛盾必然会凸显。 虽然中国现阶段的社会矛盾涉及面广泛、种类齐全,但是,从社会矛盾形成部位的角度看,中国现阶段社会矛盾的形成多集中在与基础民生或民众切身物质利益直接相关的部位。同中国改革开放以前的30年、改革开放初期以及别的国家和地区相比,这一点是很不相同的。中国改革开放以前的30年,民生问题亦即民众的基本生计问题不被重视,禁欲主义的生活方式盛行。当时的时代中心是阶级斗争,围绕着绝对的、整齐划一的意识形态问题,基于特定的阶级观念和政治路线,往往会产生或人为制造出许多社会矛盾。在改革开放初期,社会矛盾多为浅层次的问题,多表现为社会治安方面的问题。对于大多数发展中国家和地区来说,围绕着民主化,民众的政治诉求往往是整个社会所关注的主要问题,由此会产生大量的社会矛盾。而对于许多发达国家来说,改善环境生态、维持较高的社会福利水准以及有效妥善地处理好种族纠纷等问题是公众关注的重点事情,这一类问题如若处理不好,则往往成为引