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一. 回望奇点:宇宙大爆炸是怎么推导出来的?

一. 回望奇点:宇宙大爆炸是怎么推导出来的?

作者: 苏恩A | 来源:发表于2021-04-25 15:47 被阅读0次

我们几千年前的祖先曾认为:大地是平的,太阳、月亮和所有星星绕着大地转, 我们位于世界的中心。用我们的肉眼视角看来,好像确实是这么回事。

古人心中的世界

一些占星家仔细观察星空,寻找异常之处,以为可以通过星空暗示来预测未来。后来,一些人开始质疑地心说,认真的观察和计算使他们成为了最早的天文学家,完成了从“占星术士”到“天文学家”的蜕变。

哥白尼 (1473-1543)经过仔细的观察和计算,认为太阳而非地球更像是宇宙的中心,但他的理论模型还有解释不了的现象,而且这个假设对于身为基督徒的他太过颠覆,所以直到 1543 年去世前夕才出版。

伽利略 (1564-1642)发明了天文望远镜,通过观察天体周相等现象,反驳了托勒密的地心体系,有力地支持了哥白尼的日心学说,被称为"观测天文学之父"。

开普勒 (1571-1630)提出著名的行星运动定律,为牛顿的万有引力理论提供了基础,被称为"天空立法者"。

现代科学的蓬勃发展,离不开始于中世纪的大学和随后兴起的学会和科学院。在大学,人们很少收到国王或天柱教会的影响,可以相对独立的观察思考研究。在学会和科学院,更是集中了当时最聪明的研究者相互交流促进。

 最早的大学包括:

-博洛尼亚大学(意大利),世界上最古老的大学,成立于 1088 年。

-巴黎大学(法国),前身为索邦学院,成立于 1150 年。

-牛津大学(英国),英语世界最古老的大学,成立于 1167 年。孩子一定喜欢的通识小书

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 早期的科学学会和科学院有:

-英国皇家学会,成立于 1660 年,有过牛顿、达尔文等院士。

-法兰西科学院,1666 年成立学会,1699 年获国王资助改名为法兰西科学院。

经过上一代天文学家的工作,现代科学的大门已经打开,人们开始以数学和实验的方法来了解世界。一旦诞生,现代科学就开始加速发展,在从宇宙星空到日常生活的方方面面,深刻的改变世界。

牛顿(1643-1727)是有史以来最具影响力的科学家之一,科学革命的关键人物。他的著作《自然哲学的数学原理》(科学以前是叫"自然哲学"的)于 1687 年首次出版,指明了运动定律和万有引力定律。

爱因斯坦 (1879 - 1955)为了解决牛顿力学无法协调经典力学与电磁学的问题,在 1905 年提出了狭义相对论,包括时间膨胀(极高速下时间会变慢)和质能方 程(E=mc^2)。1916 年,他又把相对论扩展到引力场(把引力场解释为时空的弯曲),正式提出了广义相对论,预测了星光偏折和黑洞的存在。

1919 年,人类通过日食时候的星光偏折的观察证明了相对论,把空间和时间统一起来,建立起新的时空观。

1929 年,埃德温·哈勃发现星星正在离我们分开,宇宙正在膨胀......

于是,有科学家想:

如果往回倒退,宇宙会从一个微小的点(奇点)开始的吗?

真的有宇宙大爆炸吗?

如果我们的宇宙果然从一次大爆炸开始,是不是也会有平行宇宙?

宇宙大爆炸示意图

>>>宇宙大爆炸理论

1927 年,乔治·莱迈特首次指出宇宙大爆炸假说。

1929 年,通过对星系红移的分析,埃德温·哈勃得出结论,星系正在漂移远离。

1964 年,宇宙微波背景(CMB)辐射被发现。

21 世纪对超新星红移的测量表明,宇宙的膨胀正在加速。

如果用已知物理定律推到极端最高密度,会出现奇点,一个已知定律无法解释的奇特的点。而质量超级大、体积超级小的奇点将发生大爆炸。对宇宙膨胀率的详细测量推测我们宇宙的大爆炸在 138 亿年前。根据这一假设,在爆炸最初的膨胀之后,宇宙逐渐冷却,形成原子,并逐渐形成了今天可见的恒星和星系。

科学家目前还不能完全确定我们的宇宙就是从大爆炸奇点开始的,但宇宙大爆炸假说是解释宇宙目前最好的理论模型,也获得越来越多证据的支持。虽然它也还有些问题需要继续研究,但我们距离真相正越来越近。

科学正是一条理论与实践相结合、不断求索探究的道路。

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