微子基金,宇宙到底是大爆炸的产物还是永恒的

游戏资讯 79

微子基金,宇宙到底是大爆炸的产物还是永恒的?

“宇宙不到一小时就造出了原子,几百万年就造出了恒星和行星,而造出人类却用了50亿年!”——乔治·伽莫夫

大爆炸宇宙模型告诉我们宇宙是有起源的,万物是经过数亿年的演化发展至今的。而这个模型的提出也给出了我们很多关于宇宙起源的预测,并于我们的观察结果相符!

那么大爆炸模型的正确几率有多大?还是说宇宙一直都存在?我们就先来看看宇宙中有什么?

微子基金,宇宙到底是大爆炸的产物还是永恒的

宇宙中有什么

我们的夜空中布满了恒星,而仅在我们的银河系就有数千亿颗恒星。但是在恒星之外,我们现在很容易用哈勃太空望远镜看到,有大量的星系散布在宇宙空间中!我们目前也有许多可操作性的技术来测量宇宙中的星系离我们有多远。

最简单的一方法就是哈勃本人发现的,通过观察星系中的单个恒星来测量星系的距离。

我们首先要对恒星做大量的研究工作,知道恒星是如何工作的!从新星到各种类型的变星,再到壮观的超新星爆发,它们都有一个共同的特点!就是内禀亮度和表观亮度。所以我们通过观察一颗恒星首先知道它本身有多亮(内禀亮度),然后测量这颗恒星看起来有多亮(表观亮度),根据距离和光度关系,我们就可以算出这颗恒星离我们有多远。

还有一点就是多普勒效应,向我们移动的物体发出的光会向光谱的蓝端移动,而远离我们的物体发出的光会向红端移动,通过测量星系的光谱线,从而发现星系是在向我们移动还是在远离我们,以及移动的速度有多快。

通过对星系光度的测量我们发现了什么?以及一些可能的理论

通过观察星系的距离和红移关系,我们发现星系离我们越远,远离我们的速度就越快!或者,更准确地说离我们越远的星系观测到的红移越大。哈勃本人并不知道星系为什么会远离我们,但这个关系(哈勃定律)我们现在已经知道在宇宙各个方向上,超过10亿光年以外的星系都是成立的。就这一点我们就可以否定一个稳恒态的宇宙,也就是永恒存在的宇宙。

那么是什么原因造成了物体离我们越远,光的红移越明显?就其本身而言,这一观察结果就提供了许多可能的解释,包括:

光会疲劳,随着时间的推移会失去能量,

宇宙在振荡,随着时间的推移会收缩和膨胀,而我们只是正好处在膨胀的阶段,宇宙常数,比如光速,或者引力常数,随着时间的推移发生了变化,宇宙稳定而均匀地膨胀,并随着膨胀而产生新的物质宇宙在快速旋转,而远离我们的星系有很大的、无法观察到的平移运动。

以上的思想都预测了不同的现象,而这些预测在原则上是可以通过观察来检验的,并使我们能够把这些思想彼此区分开来。但在20世纪40年代,乔治·伽莫夫以及他的学生拉尔夫·阿尔弗和罗伯特·赫尔曼所提出来的想法与以上的思想都不同。

乔治·伽莫夫的大爆炸模型,以及一些预测

伽莫夫的想法是:红移是因为宇宙在膨胀,而且过去宇宙的膨胀速度更快!随着时间的推移宇宙会冷却、膨胀和减速。

和其他的想法一样,伽莫夫的理论做出了一些惊人的预测。如果我们回到过去,让宇宙变得密度、温度越来越高,会发生什么?

实际上,如果我们往回追溯得足够远,宇宙就会因为温度太高,而无法形成稳定的中性原子!但在一个膨胀的宇宙中,电离这些原子的辐射,现在应该是温度很低,并且均匀的散布在整个空间中,这些辐射会红移到光谱的微波部分。不仅如此,残留的辐射应该有一个非常特殊的光谱类型,被称为黑体光谱。

尽管在20世纪40年代观测的技术还比较落后,但伽莫夫的预测并没有止步于此!

刚才说了单个原子!那么单个原子核呢?从某种程度上说,其实跟单个原子一样,随着温度的增加,原子核也会被辐射能量炸开,在这种温度下宇宙不会形成比单个质子、中子或电子更复杂的结构!

但是我们要记住,宇宙一直在膨胀和冷却的,在某一时刻,宇宙温度降低就可以迈出第一步:质子和中子结合在一起产生了氘。也可以理解为宇宙在某一时间段内,在合适的温度和密度下进行了简单的核聚变,通过向氘添加更多的质子和中子来制造更重的元素!

也许,宇宙中丰富的元素就是这样产生的!

其实关于宇宙模型到底是怎样的?包括大爆炸在内的很多对立的理论被科学家认真考虑了一段时间。因为理论是预测可能发生事情的工具,但是一个理论是否正确必须依靠观察和实验的数据来做支撑,或者这些数据可以帮助我们确定哪些理论是最好和最有效的!

1964年是一些理论开始被终结。为什么呢?对预测的验证

阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和鲍勃·威尔逊(Bob Wilson)为贝尔实验室(Bell Labs)工作,(上图)使用喇叭天线是为了研究宇宙中的微波辐射。他们发现,虽然银河系平面上有一些特殊的微波辐射,但整个天空中充满了低温噪音,他们甚至清理了天线口中大量的鸟粪,赶走了周围的鸟,还是无法消除这些低温噪声!

说实话,他们对充满全天空的低温噪声感到十分困惑,并不确定是什么原因造成的。这其实就是伽莫夫预言的宇宙大爆炸遗留下来的余晖。但是这个辐射的光谱是什么呢?直到20世纪90年代的COBE任务、以及后来的WMAP和普朗克巡天计划中,通过对微波辐射的精确测量,人们才真正得到了准确的验证!

大爆炸以令人难以置信的、无可争辩的精度,预言了充满全天空、分布均匀的宇宙微波辐射!

那么最后一部分呢?大爆炸预言的轻元素丰度?我们预测大爆炸会形成一个质量大约为75-77%的氢、23-25%的氦、少量的氘、氦-3和非常非常少量的锂组成的宇宙。我们在微波辐射的光谱中看到了什么?

大爆炸理论在20世纪40年代才开始成形,但它预测能力与观测结果非常一致!根据广义相对论,我们可以把各种奇异的东西扔到宇宙的大规模结构中,例如:磁单极子、宇宙弦、磁畴壁、宇宙常数、中微子、暗物质、暗能量、空间曲率,以及原子和光子。所有这些都会在大规模结构中导致截然不同的观察结果。

通过微波背景的波动。我们发现宇宙初期有一些暗物质,有宇宙常数,少量的中微子,剩下的只是原子和光子。这和大爆炸的预测是一致的。

难道大爆炸的初始条件不需要微调就能得到一个充满这么多物质的宇宙?意思就是说宇宙中的物质咋来的?

解决的方案就是宇宙暴涨理论,它可以导致大爆炸的发生。

大爆炸是迄今为止最成功的宇宙理论。所有的其他的选择都在中途失败了,包括光的疲劳,霍伊尔的稳态理论,以及阿尔文的等离子宇宙学。

保守地说,如果要给出一个概率的话,从宇宙的诞生到现在大爆炸有99.9%的可能是正确的。这就是为什么我们真的认为一切都始于一声巨响!

杨振宁最伟大的成就是什么?

杨振宁,1922年10月出生于安徽合肥,世界著名物理学家,现任清华大学教授、香港中文大学讲座教授、美国纽约州立大学石溪分校荣休教授、中国科学院院士、美国国家科学院院士、俄罗斯科学院院士、英国皇家学会会员、台湾中央研究院院士、西湖大学校董事会名誉主席,1957年获诺贝尔物理学奖。

杨振宁在物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学、凝聚态物理学等。除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,1954年率先与米尔斯(R.L.Mills)提出了“杨—米尔斯规范场”。与巴克斯特(R.Baxter)创立了“杨—巴克斯方程”。

美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。杨振宁是中美关心松动后回国探访的第一位美籍华裔科学家。在推动中美文化交流、促进中美建交、中美人才交流与合作等方面,做出了重大贡献。

中国科学院院士、清华大学高等研究院教授、物理系教授、“清华学堂”物理班首席教授朱邦芬认为杨振宁回国后的新贡献有五个方面:一是作为有远见卓识的科学领导人所起的领导作用。二是作为物理学家在物理学研究领域所做的具体科学研究。三是作为教育家在培养中国青年一代杰出人才方面所作出的贡献。四是作为科学史研究者所做出的贡献。五是其他方面的贡献。

本人很喜欢杨振宁教授,他是令人敬佩的伟大的物理学家。

β是什么意思?

β通常是指希腊字母中的第二个字母,也被用作数学符号和科学领域中的一个参数或变量。

在统计学和金融学中,β常常代表着一个资产或投资组合相对于市场整体的波动性或风险水平。

具体来说,β值表示该资产或投资组合与市场指数变动的相关程度,β值大于1表示该资产或投资组合相对于市场更为波动,低于1则表示相对较稳定。

所以,β意指着一个变量与市场之间的相关性或波动关系。

杨振宁是伟大的爱国科学家吗?

杨振宁当然是爱国的,不然他也不会放弃美国国籍回到中国,他和邓稼先是同学,可能是邓稼先当年的一封信,更加坚定了杨振宁回国报效的愿望。

当年,杨振宁回国探亲,受到了毛主席的接见,当时中国已研制成功了原子弹,杨振宁知道邓稼先是参与者,但他不知道是否是中国独立研制,与邓稼先话别时,他向邓稼先提出了这一问题,出于保密原则,邓稼先没有直接回答,请示中央领导后,邓稼先给杨振宁写了一封信,回答了是中国独立成功研制了原子弹,在信的结尾,邓稼先用了一句“但愿人长久,千里共同途”。

进入新世纪后,杨振宁先生践行了这句话。

王贻芳院士有什么学术成就?

“高能粒子对撞机”无法与小行星撞击产生的能量相提并论,否则就会产生爆炸!

物理学连“物质是金属氢聚合形成的;磁场里高速流动的物质转化成金属氢,金属氢的‘磁力矩’互相切割聚合形成新元素的同时释放电磁波”都搞不明白;错误地认为“物质可以转化成能量”!

由于物理概念不清,导致物理学长期处于“瓶颈期”;既然王贻芳院士做的是“跟班式”研究,又怎么能出现学术成就?建“高能粒子对撞机”就是为了向米国送钱!

版权声明 本文地址:https://www.cfxiaohaopifa.com/cf/7815.html
1.文章若无特殊说明,均属本站原创,若转载文章请于作者联系。
2.本站除部分作品系原创外,其余均来自网络或其它渠道,本站保留其原作者的著作权!如有侵权,请与站长联系!
扫码二维码