西西河

主题:【原创】宇宙学的终结 -- 苏萸

共:💬116 🌺62 新:
全看分页树展 · 主题 跟帖
家园 转一个典型的科普帖

仍是香港太空馆的.只部分摘抄文字,图片也有的.各位请看,至少人家仅仅是"巧妙地"暗示了一下,宇宙膨胀会超过光速,并不追求什么"客观事实"的雄辩.如果真打算写科普,让某这样水平很低不看计算过程的平民接受,请尽可能参考这样的文风:

http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/AstroNews/c_index.htm

根據大爆炸理論,早期的宇宙主要由電子和質子組成,是一團高密度、極端熾熱、不透光的等離子體,它不斷放射、散射和吸收光子,是宇宙背景輻射的源頭。當宇宙不斷膨脹,宇宙的溫度亦隨之下降,當溫度低於2,967絕度溫度時,電子和質子便會開始結合而成為中性的氫原子。由於氫原子不會吸收電磁波,所以原本被羈絆的光子終能在「透明」的宇宙中自由穿梭,成為宇宙背景輻射。在開始時,背景輻射的光子能量極高,波長比伽瑪射線更短,隨著宇宙的膨脹,背景輻射的波長亦被拉長,最後成為我們現在所見的微波輻射。簡單來說,科學家所探測到的宇宙微波背景輻射,是來自剛轉為「透明」前的宇宙。根據理論推算,這個轉變發生在大爆炸380,000年之後,換句話說,圖中所顯示的是超過130億年前的宇宙。微細的溫度差異標誌著早期宇宙的物質分佈情況,是它催生了星系團,最後慢慢形成現今所見的大尺度宇宙結構。

經過細心研究宇宙背景輻射的偏振情況,天文學家得出一個驚人的結論,原來第一代的恆星早於大爆炸後2億年已出現,遠早於早前的估計。

WMAP所取得的觀測數據,為大爆炸和暴脹理論提供了有力的證據,亦填補了理論細節上的空白,讓天文學家可以根據這些理論,清晰回答一些困擾天文界多年的老問題。究竟宇宙的年齡是多少?宇宙中究竟有多少暗物質?又有多少「暗能量」?它們又怎樣決定宇宙的幾何結構?

現在天文學家有足夠理由相信,我們日常所見的普通物質只佔宇宙的4%,暗物質佔23%,而遠為神秘的「暗能量」竟佔73%。科學家其實對「暗能量」仍所知極少,只知道它有反重力的特性,並加速了宇宙的膨脹。有趣的是,「暗能量」並非新鮮的概念,愛因斯坦早於多年前,在廣義相對論引力方程中加入的「宇宙常數」,其性質便與「暗能量」不謀而合。事實上,宇宙中暗物質和「暗能量」的多寡決定了宇宙的幾何結構。假若宇宙中的物質和能量的總密度低於臨界密度,它是一個空間曲率(Wo)為負、馬鞍形的開放宇宙;假若密度和臨界密度相等,空間曲率為零,宇宙如一張白紙般平坦;假若密度高於臨界密度,它則是一個空間曲率為正、球形的封閉宇宙。若宇宙是封閉的且擁有類似於球體的幾何結構,向前發射的光線將會先散開,但最終會聚焦並回到發射原點。

根據為改進大爆炸理論而發展出來的暴脹理論,宇宙密度必定接近於臨界密度,所以宇宙應是平坦的。在儀器誤差的範圍內,WMAP證實了這個預測。

科學家在仔細比較和結合WMAP與其他測量方法(包括星系團、賴曼a星雲群、超新星等)所得到的數據後,最終得出了一個為天文學界普遍接受的結論,我們的宇宙是:

1.宇宙年齡是137億歲,誤差只有百分之一。

2.大爆炸後兩億年,第一代恆星正式誕生。

3.WMAP數據所顯示的,是宇宙在大爆炸38萬年後的景像。

4.宇宙的成分:4%為普通物質,23%為暗物質,73%為「暗能量」

5.宇宙膨脹速度(哈勃常數)數值:Ho=71公里/秒/百萬秒差,誤差只有百分之五。

6.宇宙的命運:無休止的膨脹,直到永遠。

全看分页树展 · 主题 跟帖


有趣有益,互惠互利;开阔视野,博采众长。
虚拟的网络,真实的人。天南地北客,相逢皆朋友

Copyright © cchere 西西河