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1929年,天文学家哈勃公布了一个震惊科学界的发现。这个发现在很大程度上导致这样的结论:所有的河外星系都在离我们远去。即宇宙在高速地膨胀着。这一发现促使一些天文学家想到:既然宇宙在膨胀,那么就可能有一个膨胀的起点。天文学家勒梅特认为,现在的宇宙是由一个“原始原子”爆炸而成的。这是大爆炸说的前身。俄裔美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想,于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。
伽莫夫认为,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”。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(原子核),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,成为现在的宇宙来源:https://wzwxpx.com/xwzx/202412-23.html。
这种学说一般人听起来非常离奇,不可思议。在科学界,也由于这个学说缺乏有力的观测证据,因而在它刚刚问世时,并未予以普遍的响应。
到了1965年,宇宙背景辐射的发现使大爆炸说重见天日。原来,大爆炸说曾预言宇宙中还应该到处存在着“原始火球”的“余热”,这种余热应表现为一种四面八方都有的背景辐射 。特别令人惊奇的是 ,伽莫夫预言的“余热”温度竟恰好与宇宙背景辐射的温度相当。另一方面,由于有关的天文学基本数据已被改进,因此根据这个数据推算出来的宇宙膨胀年龄,已从原来的50亿年增到100—200亿年,这个年龄与天体演化研究中所发现的最老的天体年龄是吻合的。由于大爆炸说比其他宇宙学说能够更多、更好地解释宇宙观测事实,因此愈来愈显示出它的生命力。
人类宇宙的起源与演化有什么样的发展历程?请简述大爆炸学说的证据来源:https://wzwxpx.com/bkjj/202412-29.html
宇宙大爆炸理论,最初是从广义相对论里面推导出来的一个结果。
在1917年之前,在全世界的主流思想界,基本上一致的认为,宇宙是一个静态的存在。特别是哲学界,哲学家们早就给出了一个结论,即宇宙已经存在了无限之久远,以前是那样的,现在也是那样的,在之后无限的未来依然会那样。总之,在整个哲学界来看,时空是稳定的、平衡的存在,波澜不惊,不会有什么大的变化。来源:https://wzwxpx.com/cshi/202501-218.html
甚至连当时38岁的爱因斯坦都持有这种静态的宇宙观。
尽管在之前的1916年,爱因斯坦已经总结性地完成了广义相对论,并且还提出了宇宙是有限无边的观念。无论是广义相对论,还是宇宙有限无边的观念,它们最终都会指向一种必然性的推导结论,即宇宙是有一个开端的。既然宇宙有其原始开端,则宇宙本身就不可能是静态的状态,否则不会有现今的状况。比如,广义相对论描述的是一个可变化的宇宙时空,时空是像橡皮泥一样可塑的弹性结构来源:https://www.wanghongming.com/cshi/202501-170.html。而如果将相对论方程运用到描述整个宇宙时空时,就会发现一个结果,即宇宙一直处于一个动态的,被拉伸、扭曲、难以恒定的状态之中。
爱因斯坦
爱因斯坦仔细审查了这个结果,他发现,如果相对论方程是正确的,则暗示了宇宙一定会有一个原初的起点,或者叫做爆发点。这个推论让爱因斯坦内心非常的忐忑不安,因为这与当时全世界的主流思想不符合,特别是与哲学界的传统不一致。内心不安的爱因斯坦,为此辗转难眠,在经历了一番挣扎之后,他终于决定给其一手创造的相对论方程动一动手术,即在其方程式中新加入一个要素,让这个要素可以使得方程式在描述宇宙的时候,可以得出一个静态宇宙的结果。爱因斯坦把这个新要素命名为?宇宙常数?。
多年以后,爱因斯坦在回忆当年添加?宇宙常数?一项时,他说,这是当初向哲学界做了妥协。在那个年代,哲学界几乎统治一切,哲学家可以高谈阔论,可以嘲笑科学,而当时的科学家底气不足,还没有诞生向哲学界挑战的勇气来源:https://wzwxpx.com/zhishi/202412-74.html。由于当年哲学界普遍认可宇宙是静态的,所以年轻的爱因斯坦尚未摆脱哲学对他的影响,在思想上始终持有传统。来源:https://wzwxpx.com/bkjj/202412-19.html
实际上,一直到1921年,在当时的整个哲学界,都极端藐视爱因斯坦的理论,甚至把他视为?小丑?。哲学界第一大佬柏格森,多次在公开场合嘲笑爱因斯坦的相对论,说那是?乡巴佬搞出来的玩意?。
柏格森
柏格森甚至论证说,那个家伙提出的相对论,仅仅属于认识论,根本就不属于物理学。柏格森此人是世界哲学界一哥,也是大文豪,他的哲学观念多强调形而上学和反理性主义。由于柏格森的巨大名气,爱因斯坦一直处于被打压的地步。而爱因斯坦苦于其理论得不到完全证实,一直居于孤立无援的地步,尽管来自哲学界的傲慢一直让他无比的恼火。
后来,英国天文学家爱丁顿公开支持爱因斯坦,并且推动了一系列验证相对论的实验,最终证明相对论是正确的。但是,相对论还预言了时空可变,这与爱因斯坦脑海中的静态宇宙观是冲突的来源:https://www.wzwxpx.com/bkjj/202412-82.html。
爱丁顿来源:https://www.wzwxpx.com/cshi/202501-208.html
时间到了1929年,美国天文学家哈勃公布了一篇论文,在论文中,哈勃指出他通过一系列的观测,证明了宇宙是处于不断膨胀的状态之中。哈勃利用多普勒效应,测量了一系列星系的推行情况,他对其中的18个星系中的光亮度进行测量,预估出这18个星系的距离,又通过不同距离的星系与各个星系的退行速度进行比对,他最后分析出一个结果,即距离地球比较近的星系,远离我们的速度较慢,而距离地球比较远的星系,远离我们的速度较快。
1931年,哈勃又继续发表了新的论文,提出了?哈勃常数?的概念。他通过计算,确认几乎所有被观测的星系,它们都在不断地远离地球。如此这般,则意味着宇宙并非是静态的,而是在膨胀之中。
哈勃
哈勃的新发现让爱因斯坦为此大吃一惊,爱因斯坦立即参观了哈勃工作的天文台,哈勃做了陪同。参观结束,爱因斯坦沮丧地对哈勃说,你是对的。于是,爱因斯坦修正了他的相对论方程,将?宇宙常数?一项删除。爱因斯坦对其理论的的修改,意味着他接受了全新的宇宙观,即宇宙一直处于膨胀扩大之中。而这个事实,是与当时哲学界几千年的传统观念所冲突的。是科学家的不懈努力,粉碎了哲学界的千年陈腐谬论来源:https://wanghongming.com/bkjj/202412-72.html。后来的1990年,美国发射了哈勃望远镜,再一次验证了哈勃的理论。
在1927年,比利时的天文学家勒梅特也发表了一篇论文,他基于爱因斯坦的广义相对论,对整个宇宙空间进行研究。他发现,宇宙空间之中的物质和能量具有的万有引力,会导致宇宙空间结构被压缩或者拉伸,根本不可能处于静态。
勒梅特在论文中指出,宇宙之中星系与星系之间的距离在不断的扩大,显然昨天的宇宙与今天是迥异的。如果我们还原宇宙的演化,就会在很久远之前得到一个无限小的宇宙空间。这个无限小的宇宙空间,勒梅特命名为?奇点?。在奇点处,时空被无限的弯曲,所有的物质和能量都被容纳到这个小小的?原始之点?之内,而且时间在此开端。
之后,勒梅特的论文启发了俄裔美籍物理学家伽莫夫。这位伽莫夫就是科普神作《物理世界奇遇记》《从一到无穷大》的作者。他在勒梅特的研究基础上,完善了宇宙大爆炸理论。来源:https://wanghongming.com/zhishi/202412-28.html
伽莫夫来源:https://wzwxpx.com/zhishi/202412-76.html
如今,宇宙大爆炸理论已经得到了全世界主流知识界的肯定,无论是科学界还是哲学家,都认同这一科学学说。知识界普遍认可这样的事实,即宇宙大爆炸理论是对哲学的一次重大突破,这证明了科学家比哲学家更有能力研究世界本质。当科学一旦介入某项研究领域的时候,哲学家只能静悄悄的走开。
为宇宙大爆炸理论作出贡献的科学家,如爱因斯坦、哈勃、勒梅特、伽莫夫他们,都名列教科书,名字熠熠生辉,可是有多少人还记得住当初那个嘲笑过爱因斯坦的柏格森呢来源:https://wzwxpx.com/bkjj/202412-140.html?
作者:怀疑探索者来源:https://wzwxpx.com/cshi/202501-198.html
目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的,他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点,而它周围却是一片空白,即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。
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