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为什么一切都协调得如此之好
发表日期:2019-04-25 19:34| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:新浪科技讯 北京时间10月25日动静,据国外媒体报道,宇宙大爆炸模子是目前对宇宙汗青的最成功注释,并且这一模子的焦点框架能够很容易地浓缩为一句话:在好久以前,我们的宇宙要比此刻小得多。在这个简单的句子背后,是很多颠末数十年观测后获得验证的主要预

  新浪科技讯 北京时间10月25日动静,据国外媒体报道,宇宙大爆炸模子是目前对宇宙汗青的最成功注释,并且这一模子的焦点框架能够很容易地浓缩为一句话:在好久以前,我们的宇宙要比此刻小得多。在这个简单的句子背后,是很多颠末数十年观测后获得验证的主要预言。宇宙的膨胀速度、宇宙微波布景辐射、最轻元素的发生、近处和远处星系之间的差别所有这些研究获得的证据使宇宙学成为一门科学。然而,一些问题仍然悬而未决。

  我们看到的长短常庞大的宇宙空间。目前可观测的宇宙直径跨越900亿光年。并且,跟着我们对过去的领会越来越深,我们的目光也看得越来越远。环绕在我们四周的是宇宙微波布景辐射,这是宇宙降生不久(大约27万年)时遗留下来的“化石”踪迹宇宙最陈旧的光,距离此刻过去了138亿年。

  这些热辐射穿过遥远的宇宙空间,来到我们身边。距离之远,我们此刻还无法达到其泉源。并且,对于宇宙微波布景的分歧部门,其辐射也相互无法达到。用物理学的术语来说,宇宙微波布景的分歧区域不是因果联系关系的。换句线亿年中,对于我们可察看宇宙极限范畴内的一大块区域而言,若是要与另一大块区域沟通,就必需发送比光速更快的信号。

  若是宇宙微波布景不是几乎完全滑润的话,这些就不是什么大问题。重生宇宙具有不异的温度(不同只要百万分之一)。为什么一切都协调得如斯之好,一处区域的变化都没有足够的时间影响到其他区域?

  尽我们所能对宇宙进行丈量,会发觉宇宙的几何学性质似乎是完全的平展。在大的宇宙标准上,平行线永久连结平行,三角形的内角加起来是180度,以此类推。你在高中学到的欧几里得几何法则都合用。

  可是,宇宙没有来由是平展的。在大标准下,宇宙能够有任何想要的弯曲,它能够像一个庞大而多维的沙岸球,也能够像骑马用的马鞍。然而,它选择了平展,并且不只是有点平展。在现在的宇宙中,没有哪里的曲率能够达到几个百分点的精度,晚期宇宙则必定能达到百万分之一的平展程度。

  为什么?在所有可能的曲率选择中,几乎完全平展的选项莫非没有一点可疑吗?并且现实上,我们确实思疑这种平展度是有缘由的,而不只仅是掷骰子的幸运成果。

  在理论物理学中,磁单极子是假设的仅带有单一磁极的根基粒子想象一个只要北极或南极的粒子在独自动弹。在已知物理学中,具有磁北极的物体也同时具有磁南极。按照目前关于最晚期宇宙(大约是10^-35秒时)的最佳模子,其时宇宙中该当充溢着如许的磁单极子。

  这些磁单极子该当很是常见,以至该当成为我们日常宇宙糊口中的一般部门。然而,截至目前我们还没有看到哪怕一个证据。在暗中宇宙中似乎并没有躲藏着奥秘的单极子粒子。它们去哪里了?在宇宙刚起头变得风趣时,它们该当大量具有的,但现在却无处可寻。

  目前我们对这些难题的最佳注释是宇宙暴胀(inflation)的过程。1980年,美国物理学家阿兰古斯(Alan Guth)初次提出了这一理论,并指出导致磁单极子充溢宇宙的过程也使宇宙进入了一个快速膨胀的期间。

  想象一下,若是将你的身体包罗肠胃、大脑、骨架等等膨胀到整个宇宙大小,而且只花了不到10^-32秒的时间。这长短常狠恶的膨胀过程,所谓宇宙暴胀便是如斯。阿兰古斯提出,当我们的宇宙很是年轻时,它就在不到一眨眼的时间里膨胀到了如斯复杂的标准。

  对古斯而言,这是处理磁单极子难题最干脆的路子。通过使宇宙变得如斯之大,磁单极子就会被稀释。我们可观测的部门宇宙只是整个宇宙的一个小角落,还有非常庞大的空间在那里,我们以至永久都不克不及期望会发觉磁单极子。

  宇宙暴胀还处理了大爆炸理论的另两个问题。在暴胀之前,宇宙有充沛的时间来协和谐均衡温度,然后再进入一个更大标准的形态,同时一些已经毗连着的区域也相互分手,无法再互相接触。在如许一个广漠的宇宙中,我们在可察看的 (责任编辑:admin)

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