大爆炸是什么?©科学照片图书馆

大爆炸之前是什么?你需要知道的一切

大爆炸之前是什么?我们怎么知道它发生了?让BBC科学焦点为你揭开宇宙诞生的面纱。

大爆炸的证据是什么?

宇宙并没有永远存在。它诞生了。大约138.2亿年前,物质,能源,空间 - 和时间 - 爆发成被称为大爆炸的火球。它扩大了,从冷却碎片中,有夹持的星系 - 我们的银河系中的星空是大约两个万亿的恒星。这是大爆炸理论。

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一个宇宙突然出现在没有什么的,这是如此邦克斯,科学家必须被拖着踢,尖叫着这个想法。但证据是引人注目的。星系在宇宙弹片上的飞行是飞行的。大爆炸的热量仍然存在。大大冷却宇宙扩张,这种“余辉”似乎没有像可见光,但主要是微波辐射 - “宇宙背景辐射”是由1965年通过射频天文学家发现的。

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大爆炸在哪里发生?

当一根炸药爆炸时,会在一个地方爆炸,弹片会飞到空中。在大爆炸中,没有中心,也没有预先存在的空间,所以它没有发生在任何“地点”。空间本身突然出现,并立即开始向各处扩展。

天文学书籍经常把宇宙比作一块正在升起的蛋糕,葡萄干代表着星系。随着蛋糕的成长,葡萄干彼此远离,没有膨胀的中心——就像大爆炸一样。当然,蛋糕是有边缘的,不像宇宙,宇宙可能会永远延续下去。没有一个类比是完美的!

一个爆炸是一次性的吗?

在大爆炸的开始,有通胀真空。当它增加它的体积时,它的能量增加了一倍;当它增加它的体积时,它会增加它的能量。如果纸币是这样的,你拉开了一个堆栈,就会出现更多。物理学家称呼通货膨胀的“终极免费午餐”!

通货膨胀的真空扩张得越来越快。但这是一个“量子”问题。量子事物从根本上来说是不可预测的。在整个膨胀的真空中,随机地,它的一部分“衰变”成普通的、日常的真空。

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想想在浩瀚的海洋中形成微小的气泡。在每个泡沫中,通胀真空消失,但其巨大的能量必须去某个地方。它进入创造物质并加热。它进入了一个大爆炸。我们的大爆炸宇宙仅仅是一个在不断扩大的通胀真空中的其他大邦宇宙的可能无限的泡沫!

为了开始这一切,只需要一公斤的膨胀真空。令人难以置信的是,量子理论的定律允许它从无到有。

大爆炸理论有什么问题?

基本的观点——宇宙开始时是热的,密度大的,从那以后就一直在膨胀和冷却——是无可争议的。但宇宙学家不得不对该理论进行调整,以解释某些观测结果。

首先,在标准的大爆炸模型中,星系通过引力吸引物质而成长。但如果这是唯一发生的事情,它们的形成将需要138.2亿年以上的时间。天文学家通过假设可见的恒星和星系比不可见的“暗物质”重六倍来解决这个问题,暗物质的额外引力加速了星系的形成。

其次,基本大爆炸预测星系之间的引力吸引力就像弹性,宇宙膨胀的腹板。然而,在1998年,天文学家发现宇宙的扩张正在加快。他们通过假设存在“暗能”的存在,这是隐形,填补空间并具有排斥性的重力来解决这个问题。

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要解释为什么宇宙中每个地方的温度都是一样的,还需要对这个基本理论做最后的调整。为了解释这一点,天文学家认为,宇宙早期比预期的要小,然后在它的第一秒内经历了一个超快的膨胀——“膨胀”。这是由“膨胀真空”驱动的,这是当今太空中存在的真空的高能版本。

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大爆炸前发生了什么?

现代物理学的两大支柱是爱因斯坦的广义相对论和量子理论。前者主宰着大尺度的宇宙,而后者指挥着由原子及其组成成分组成的小尺度世界。他们一直在抵制合并,这是一个问题,因为在大爆炸中,宇宙很小。

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要了解它是如何出现的,因此必须用量子理论联合爱因斯坦的理论。最好的候选人是'String理论',它将现实的基本构建块视为10维空间时间中的微小串的质量能量振动。只有我们获得这样的理论,我们才能回答最终的问题:什么是空间?时间是什么?什么是宇宙?它来自哪里?