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宇宙膨胀速率

宇宙膨胀速率是在逐渐增大还是减小?

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2018-11-17

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    1917年,爱因斯坦试图根据广义相对论方程推导出整个宇宙的模型,但他发现,在这样一个只有引力作用的模型中,宇宙不是膨胀就是收缩。为了使这个宇宙模型保持静止,爱因斯坦在他的方程里额外增加了一个新的概念--宇宙常数,它表示的是一种斥力,同引力相反,它随着天体之间距离的增大而增强。
    这是一个假想的、用以抵消引力作用的力。 然而,爱因斯坦很快发现自己错了。因为科学家们很快发现,宇宙实际上是膨胀的! 最早观察到这一点的是20世纪的天文学之父哈勃。哈勃1889年出生于美国的密苏里州,毕业于芝加哥大学天文系。
  1929年,哈勃发现所有星系都在远离我们而去,这表明宇宙正在不断膨胀。  这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀,因此,在任何一点的观测者都会看到完全一样的膨胀,从任何一个星系来看,一切星系都以它为中心向四面散开,越远的星系间彼此散开的速度越大。
   宇宙的膨胀意味着,在早先,星体相互之间更加靠近,并且在更遥远过去的某一刻,它们似乎在同一个很小的范围内。   宇宙膨胀的消息传到著名物理学家伽莫夫那里去的时候,立即引起了这位学者的兴趣。
  乔治·伽莫夫出生于俄国,自小对诗歌、几何学和物理学都深感兴趣,在大学时期成为物理学家弗里德曼的得意门生。弗里德曼曾在爱因斯坦之后提出了重要的宇宙膨胀模型,伽莫夫也成为宇宙膨胀理论的热心支持人之一。
    1945年,人类史上第一颗原子弹爆炸成功,看着蘑菇云升起的照片,伽莫夫突发灵感:把原子弹规模“放大”到无穷大,不就成了宇宙爆炸吗?他把核物理知识和宇宙膨胀理论结合起来,逐渐形成了自己的一套大爆炸宇宙理论体系。
   1948年,伽莫夫和他的学生阿尔法合写了一篇著名论文,系统地提出了宇宙起源和演化的理论。  与我们惯常的想法不同,这个创生宇宙的大爆炸不是发生在一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是空间本身在扩展,星系物质随着空间的扩展而分开。
   根据大爆炸宇宙论,极早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体,温度极高,密度极大,且以很大的速率膨胀着。伽莫夫还作出了一个非凡的预言:我们的宇宙仍沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中,不过温度已降到6K左右。
    正如一个火炉虽然不再有火了,还可以冒一点热气。 1964年,美国贝尔电话公司年轻的工程师--彭齐亚斯和威尔逊,因一次偶然的机会发现了伽莫夫所预言的早期宇宙的残余辐射,经过测量和计算,得出这个残余辐射的温度是2。
  7K(比伽莫夫预言的温度要低),一般称为3K宇宙微波背景辐射。  这一发现有力的佐证了宇宙大爆炸理论。 广义相对论的智慧之处就在于,它从诞生起就能描述整个完整的宇宙,即使那些未知的领域也被全部囊括进去。
  让它对付像太阳系这样小小的、很普通的时空领域可真是大材小用了美国女天文学家温迪·弗里德曼领导的一个国际科研小组最近宣布,他们经过11年的艰苦工作,利用哈勃宇宙天文望远镜的观察资料,终于精确地测定了宇宙膨胀速度。
     天文学家哈勃发现宇宙在不断地膨胀,从20世纪70年代末期起,天文学家就对此取得了共识,没有异议,但是科学家一直未能精确测定宇宙的膨胀速度(宇宙天文学家假想两个星体距离为326万光年,它们之间每秒增大多少公里定为宇宙膨胀速度)。
   过去天文学家只能对宇宙膨胀速度做大致的估计,断定它在50公里/秒和100公里/秒之间,弗里德曼等人测定的新数据为72公里/秒,刚好在它们之间。   测定宇宙膨胀速度和断定宇宙发生的时间,是宇宙天文学的两个重大问题,温迪·弗里德曼和其他来自美国、澳大利亚和加拿大的15名科学家从11年前哈勃宇宙天文望远镜升天起,就一直从事他们命名为“钥匙”的一项科研计划。
  弗里德曼等人是根据观察18个星系中的一些亮度周期变化的星体而得出结果的,但也因此引起一些科学家的怀疑,例如:芝加哥大学的科尔伯就认为,目前科学家对这些亮度周期变化的星体还没有足够的完整了解,因此弗里德曼等人的结果可能含有系统测量误差。
     宇宙的膨胀速度,目前的半径和质量,密度满足黑洞的属性,所以黑洞可能就是穿梭与各个宇宙的门。而宇宙之间没有什么包含的关系,只是相互都有着联系。就象英雄无敌中的双向碑。所以我觉得去银河的也是通过黑洞 有人曾说,"黑洞"也许就是通往另一个宇宙的通道,假设这个理论是正确的,那么我们就必须得引入一个回避不了的问题,如果真的存在另一个宇宙,那样就必然会有更多的宇宙。
    现在我进一步阐明我的观点,如果有另外的一个宇宙存在,那么连同我们的宇宙就有两个宇宙存在。如果真是这样,这两个宇宙又是在什么地方里面呢?难道真的就只有两个宇宙?那么我们就必须得引入多宇宙论如果这样,我们又必须问,这些宇宙又是在什么地方里面呢?如此下去直至无穷无尽,就和宇宙本身一样。
    不过我相信,我们人类最终会找到最完美的答案。

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