学院:数学学院学号:20120510293 姓名:陈椿文
简述大爆炸宇宙学所描述的宇宙演化过程大爆炸理论(Big Bang)又称大爆炸宇宙学,是当代关于宇宙起源的理论。
也是现代宇宙学中最有影响的一种学说。
与其他宇宙模型理论相比,大爆炸宇宙学更能说明一些观测事实。
其主要观点是,认为我们的宇宙曾经有过一段从热到冷的演化过程。
宇宙并非静止的,而是在不断地膨胀,物质密度从密到稀,就如同一次巨大的爆炸一样。
1927年,比利时天文学家乔治〃勒梅特首次提出了“大爆炸”的概念,认为宇宙开始于一个极小的原始“超原子”(现称为“原始火球”)的灾变性爆炸。
1948年,美籍俄裔天体物理学家乔治〃伽莫夫将广义相对论引入到宇宙理论中,提出了宇宙起源的大爆炸模型,其理论出发点是埃德温〃哈勃发现的星系退行速度与距离的关系。
既然各星系目前正在彼此退离,那么它们过去必然是彼此互相靠近的。
照此追溯下去,大约150亿年(近年来修正为137亿年)前的某一时刻,一个密度极大、温度为10(32次方)K、尺度为10(负36次方)的“原始火球”爆炸,这个无限小点称为“奇点”。
从这里诞生了时间和空间、质量和能量,于是宇宙从“无”中诞生。
而爆发之“前”,时间和空间毫无意义,因为时间和空间是从奇点开始的。
在10(负34次方)秒的极短时间内,宇宙膨胀了10(100次方)倍。
极大热能的一部分转化为物质和反物质,包括夸克、反夸克、电子、反电子等基本粒子。
物质和反物质碰撞而湮灭并放出光。
由于物质远远多于反物质,在10(负5次方)秒后,剩余的物质随着膨胀减速和温度下降,夸克凝聚成中子和质子,进而形成氢核与氦核。
此后的30万年间,温度继续下降至5000~4000K,原子核捕捉到曾经无序飞散的电子,构成原子。
宇宙变得不透明,进入黑暗时代,这样持续了大约9亿年。
此时的宇宙大体上是均匀的,但也存在大约10万分之一的不均匀度。
这导致物质凝聚,形成恒星,聚集成星系,星系集结成星系团,更进而聚合成超星系团以及介于其间的超级空洞。
现在我们能够通过各种手段观测到的距离100多亿光年宇宙深处的天体,就是宇宙大爆炸后形成的原始天体。
大爆炸学说能较好地解释一些观测事实,也显示了一定的生命力,并且成为目前关于宇宙形成、演化的主流学说。
因而取代了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。