试题详情
- 简答题试论述宇宙的起源学说——大爆炸宇宙学
-
关于宇宙的起源有许多假说,其中最有影响的是1948年由美国天体物理学家伽莫夫提出的大爆炸宇宙学。
1、大爆炸宇宙学的基本观点
大爆炸宇宙学认为,宇宙早期是一个超高密、超高温的“宇宙蛋”。宇宙蛋在某种物理条件下,发生迅猛的大爆炸,于是便开始不断膨胀起来,结果物质也随着时空膨胀而从密到稀、从热到冷地演化着,在演化过程中逐渐形成各种恒星体系。
2、大爆炸过程
(1)基本粒子阶段:宇宙早期,密度近于无穷大的状态,温度极高,在100亿K以上,当时宇宙只存在质子、中子、电子、光子及中微子等基本粒子。
(2)元素形成阶段:随着宇宙的绝热膨胀,温度下降很快。当温度降至10亿K时,中子失去自由存在的条件,质子与中子结合成氢、氦,各种化学元素开始形成。当温度下降到100万K时,早期形成的各种化学元素告一段落。
(3)宇宙形成阶段:宇宙继续膨胀和冷却,直到约1000万年以后,温度下到3000K时,电子和核才组成稳定的原子。辐射减退,宇宙间主要是气态物质,并逐渐凝聚成星云,再进一步形成各种星系和恒星,成为我们今天观测到的具有各种类型天体的宇宙。
3、主要观测事实
大爆炸宇宙学的成功之处,在于它比其他宇宙学说能说明较多的观测事实:
第一,谱线红移现象。观测得知,多数河外星系的谱线红移,星系距离愈远,红移现象愈大,符合哈勃定律(ν=H•R)。哈勃红移是宇宙膨胀的反映。式中ν为星系红移速度,H为哈勃常数,及为星系距离。
第二,天体观测年龄与理论年龄相吻合。大爆炸宇宙学认为所有天体都是在温度下降后的产物。理论上,任何天体年龄都应比大爆炸温度下降至今的200亿年时间为短。观测事实是,现今天体的年龄都不超过200亿年。
第三,氦丰度证据。大爆炸宇宙学认为氦是在星系及天体形成之前,在宇宙早期高温条件下形成。在氦合成时代*,宇宙中氦丰度约为25%,与宇宙中的各种天体氦丰度近一致(约占30%),如银河系氦丰度为29%,大麦哲伦星系氦丰度为25%,小麦哲伦星系氦丰度为29%。
第四,微波辐射证据。大爆炸宇宙学认为,宇宙间存在各向同性的微波段的背景辐射,相当于3K的热辐射。1965年,在微波波段上发现了3K微波辐射,在定性与定量上与大爆炸理论相符,被认为是宇宙大爆炸遗留下余热的最有力的证据。
虽然,大爆炸宇宙学能解释一些观测事实,但仍存在不少问题,如宇宙蛋中无限密度以及爆炸机制等问题。 关注下方微信公众号,在线模考后查看
热门试题