根據(jù)宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型,,宇宙起源于奇點大爆炸,,宇宙最初時刻非常熾熱。那么,,宇宙大爆炸時的溫度有多高呢,?天文學(xué)家又是如何推測出宇宙的起源呢,? 哈勃發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵證據(jù) 很長一段時間來,穩(wěn)恒態(tài)宇宙的觀點深入人心,,就連愛因斯坦在創(chuàng)立廣義相對論都受到了影響,,他給引力場方程中加入了宇宙常數(shù),使得方程所描述的宇宙是靜態(tài)的,。然而,哈勃在20世紀(jì)20年代的發(fā)現(xiàn)改變了這一切,。 哈勃發(fā)現(xiàn),,宇宙中的星系不是一半靠近銀河系,一半遠(yuǎn)離銀河系,,而是幾乎都在遠(yuǎn)離銀河系,,而且遠(yuǎn)離速度還隨著距離的增加而變快。唯一能夠解釋這種現(xiàn)象的原理是宇宙空間在均勻膨脹,,空間中的星系被互相拉開,。愛因斯坦不得不承認(rèn)自己犯了錯誤,把宇宙常數(shù)從引力場方程中剔除掉(但又因為其他原因被后來的天文學(xué)家再次加入),。 如果空間在膨脹,,宇宙的過去必然很小。如果追溯到宇宙的開端,,整個宇宙將會坍縮到奇點之中,。于是,宇宙被認(rèn)為是從奇點大爆炸中創(chuàng)造出來的,。 宇宙大爆炸的另一個證據(jù) 如果宇宙過去很小,,那么,大量的物質(zhì)和能量聚集在一起,,就會得到極高的溫度,,這意味著早期宇宙非常熱。既然如此,,這些熱量應(yīng)該還殘留在當(dāng)今的宇宙中,。在20世紀(jì)60年代,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了各向同性的宇宙微波背景輻射,,這正是宇宙大爆炸的熱殘余,。 除此之外,宇宙中元素的比例和星系的演化都能進一步支持宇宙大爆炸理論,。 宇宙最初有多熱,? 在138億年前的奇點時刻,一切東西都集中在無限小的空間中,,宇宙溫度達到了無限高的程度,,目前沒有理論能夠描述那種狀態(tài),。 在宇宙演化到第一個普朗克時間,也就是當(dāng)宇宙誕生5.4×10^-44秒時,,宇宙溫度達到了目前理論所能描述的最高溫度——普朗克溫度,,1.4×10^32開氏度。在這種極端溫度下,,包括引力在內(nèi)的已知四種基本力沒有差別,,它們統(tǒng)一成同一種力。在大爆炸1秒之后,,溫度下降為100億度,。 當(dāng)空間經(jīng)過38萬年的膨脹之后,物質(zhì)和能量分散開來,,宇宙溫度下降到3000開氏度,。到了宇宙誕生大約1500萬年時,宇宙溫度降為300開氏度,,即27攝氏度,,這差不多是室溫的狀態(tài)。目前,,宇宙的平均溫度只比絕對零度高了2.725度,,相當(dāng)于零下270.425攝氏度。 |
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