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宇宙的起源  

2009-09-03 21:52:39|  分类: 小论文 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 宇宙的起源

化学与生物工程系06生物技术   张钦增

关于宇宙的起源,冰岛文学家斯托里森在1220年左右编写的北欧神话集《新埃达》中已有所阐述。并认为宇宙最初是一无所有的,既没有地,也没有天,只有一个裂口。而在这混沌虚无的北方和南方则是冰雪的区域尼夫尔翰和火的区域木斯皮尔翰。

可是,就在这刚刚过去的几十年里,一切都改变了。现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程,并已经被广泛接受,以致常常被天文学家称为“标准模型”。他们认为,在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。

热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至1020亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

史蒂文·温伯格在《最初的三分钟》可知,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。  

  上面简单叙述的标准模型是关于宇宙起源可以想得出的最令人满意的理论。 200012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。
 
 人类对宇宙诞生和演化的观测研究刚刚起步,关于宇宙结构和未来的推测也仅仅是初步结论。未来几年,科学家将采取其他多种手段观测宇宙,宇宙诞生和结构之谜将被进一步揭开。
                     

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