时间奇点攻略理论的主要内容是什么

不相信宇宙大爆炸前的奇点理论,很荒谬,不可理解_百度知道
不相信宇宙大爆炸前的奇点理论,很荒谬,不可理解
不相信宇宙大爆炸前的奇点理论,很荒谬,不可理解
.特别是无限小,密度很大。难道宇宙就只能是由1点变幻来的吗?
无限扩张是不是我们在地球上看到的假象?也许从别的星球上观察又不一样呢?嘻
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不相信宇宙大爆炸前的奇点理论,很荒谬,不可理解
.特别是无限小,密度很大。难道宇宙就只能是由1点变幻来的吗? ------------跨领域相对论!
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可以想象为一个非常小,但质量引力都无限大的质点于宙现在还在无限扩张呢?
那么你就应该解释为什么会出现这种不同,自己做的假设自己来找证据!
请注意,连那一个点都是假设的!
你如果可以理解了,那么你就的工资就和天上的星星一样多了。如果你觉得不荒谬了,那么别人就会在背后指着你说:看他就是那个天才!
的确可以是无限小的,比如地球够大吧,如果把地球上的所有物质压缩(把质子或中子之间的距离压缩到0),那么这么大一个地球也才几毫米的直径而已。
关于奇点,弦理论已经提出了解决方案我们的宇宙有两种距离尺度,在两种距离下生成的物理相同。因此在距离小道普朗克尺度时,生成的宇宙与现在的宇宙是一样的,当距离小于普朗克长度时,时空又会膨胀。这都是由于缠绕弦造成的,在不同距离下,缠绕县的能量组成不同,但总能量相同。因此时空性质相同。 所以,大爆炸时不存在奇点。 不过还是要说明一下,这只是在时空整体收缩下才有效,对于黑洞这种由物质收缩造成的奇点无能为力了。不过弦理论似乎更加难理解吧~~~~~~2,是不是无限扩张取决与宇宙的总质量,现在尚无定论~~~~~
我也觉得很神奇..
“宇”指的是所有的时间“宙”指的是所有的空间。
嗯,可以这么说的,的确是无限扩张。迟早有一天行星之间的引力会大于推开的力,到时又聚成一点。又一次爆炸,不过我们人类不可能活到那天,在那之前我们就被太阳吞噬了。
其实这并不荒谬呀!现在很多的科学理论都很难理解或者就不能用自然认知方式来理解。因为很多都是数学化的推理和计算出的,比如 多维空间,这就很难想象了,你能想象出来8维空间到底是怎样的么?“爱因斯坦就说在二维的虫子怎么能理解三维的世界呢?'有些东东只是数学逻辑上存在的。按你这么说出过一点变化的外,1比如宇宙存在了无限长时间了。这样会导致谬论的,所有恒星都会达到热寂。宇宙的无序度就变得最大了{热力学第二定理},如果没,那是什么东西在无限时间里点燃了每个恒星呢?2无限空间,那你会在黑夜会看到比白天更亮的天空,因为在你每个视线的终点就会对应一个恒星。无限扩张?是根据哈勃观测到星系在红移而得的。按照费因曼的“多重历史”上看宇宙可以有很多形态,一直暴涨的,扩张一定程度平衡的,膨胀后又坍塌的......虽然概率不一.那为什么我们的宇宙是这样的呢?我想&弱人择原理”是很好的解释!若你说这种观测有错,那其他理论也会不会错呢?你自身的认知方式会不会错呢?一切自然经验会不会错呢?或许一切都是浮光华影?
宇宙之前无时间,时间空间在宇宙边界处结束,宇宙边界人类无法突破,可以看成是叹息之绝对界限,界限外可以看成是无法到达(包括精神)之神之领域,也可看成是什么都没有的虚无。
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出门在外也不愁奇点理论 - 科学预测
人脑与电脑的融合将催生“奇点人” 科学家预测,到21世纪20年代中期,人类将会成功地逆向设计出人脑。到20年代末,计算机将具备人类智能水平的能力。到2045年,“”时刻就会出现。库兹韦尔预测,到2045年,由于电脑计算能力巨增和其成本的骤减,电脑所创造的的数量将是当今存在的所有人类智能数量的大约10亿倍。 2045年,人工智能可像人类那样,不仅会计算、作曲,更可以驾车、写作、决策、鉴宝甚至社交。毫无疑问,计算机业的发展也将不可限量,并大大超越人类智能。如果人的智能能够完全转移到计算机上,那么死亡将变得毫无意义。如果人类与他们生产的机器完全融合,那么世界也将面目全非。从的角度来看,这将代表着一个新物种的出现:。从某种意义上说,这是人类的“永生”。
奇点理论 - 理论由来
日,高中生雷蒙德·库兹韦尔上了一个叫做“我有个秘密”的游戏节目。主持人史蒂夫·艾伦介绍了库兹韦尔,然后雷蒙德·库兹韦尔以钢琴演奏了短短一曲。这个游戏节目的想法是库兹韦尔在曲子里藏了一个不寻常的事实,而其他成员(包括一个喜剧演员和前美国小姐)得要猜出这个事实。 库兹韦尔当时展示那台自己组装的计算机是一张桌子大小的玩意儿,连接上一台,还会发出很大的声响。但节目中的其他人对这台计算机并没感到多大兴趣,而只注意到库兹韦尔的年纪,却忽略了他实际上完成的事情。
艺术创作是只有人类才会进行的事情。这是个自我表现的行为,没有自我的人就无法做到这一点。看到创造力这个专属于人类的领域,被一个17岁少年所组装的计算机篡位,就好像看着一条线被模糊化了,而且无法再成为原本清楚的界线──这就是生物智能与之间的界线。 这是库兹韦尔的真正秘密,但早在1965年时没人猜出这一点。也许连库兹韦尔也都没想到。但46年后的现在,库兹韦尔认为,人类正在接近一个计算机智能化的时刻,计算机不仅变得聪明而且比人类还要更聪明。届时,人类(身体、头脑、文明)将发生彻底且不可逆转的改变。他认为,这一刻不仅不可避免,而且还迫在眉睫。根据他的计算,纯粹的人类文明(“人类纯文明”)的终结是在2045年。
奇点理论 - 奇点大学
“奇点”的提法并不极端,而是对地球上未来生命的认真遐想,但是人类还一时接受不了“奇点”,更接受不了“超级智能不朽电子人”。不过,“奇点”的确值得人类冷静认真地对待。 由提供办学地点、赞助100多万美元,“”于2008年前成立。谷歌首席执行官和联合创始人2010年在该校授课。如果事实证明是真实的,这将是人类自从发明语言以来即将出现的最重大事件。 除了“奇点”大学,旧金山还有一所“奇点”人工智能研究所。其中曾是“贝宝”前首席执行官和“脸谱”早期投资者。研究所每年举行“奇点”峰会。“奇点”的高度跨学科性质吸引了各界专家。人工智能是重头戏,但也包括遗传学和纳米技术的飞速进步等议题。 2010年8月“奇点”峰会在旧金山举行,会上谈论最多的是人类如何延长寿命。多数专家认为生物边界是永久的和不可避免的;“奇点人”却视之为可以解决的问题。
奇点理论 - 奇点临近
一书中指出,“随着纳米技术、生物技术等呈几何级数加速发展,未来20年中人类的智能将会大幅提高,人类的未来也会发生根本性重塑。在‘奇点’到来之际,机器将能通过人工智能进行自我完善,超越人类,从而开启一个新的时代。” 在现实生活中,这位“超然人类”却很不起眼。不过,作为“奇点”的领军人,库兹韦尔希望能为人类带来激动人心的好消息,希望确保发布自己发明的时机恰逢其时。 称:可以植入的管数量约每两年增加一倍。库兹韦尔熟悉这个令人惊叹的经验规则。库兹韦尔想找到一条不同的曲线:计算能力的数量随着时间的变化而改变,用MIPS(每秒百万条指令)来表示。 经过反复论证,库兹韦尔发现“”与摩尔定律非常相似。它们每两年增加一倍。绘制成图均为指数曲线,二者的值均呈倍数增加,曲线出奇地稳定,即使反推到1900年也是如此。然后,他将曲线扩展到未来,预测的增长是如此惊人,指数曲线开始缓慢,然后向天空朝着无限飞速上升。 这就是库兹韦尔的“加速循环规则”,也被称为库兹韦尔定律。不过,在库兹韦尔看来,人类还没有进化到在指数增长范畴进行思考的程度。 根据该指数曲线,库兹韦尔预测,到21世纪20年代中期,人类将会成功地逆向设计出人脑。到20年代末,计算机将具备人类智能水平的能力。2045年出现“奇点”时刻。他估计,到2045年由于计算能力巨增而其成本却骤减,创造的人工智能的数量将是当今存在的所有人类智能数量的大约10亿倍。
奇点理论 - 奇点风险
未来学家雷蒙德·库兹韦尔承认“奇点”存在着风险,因为不知道一个非常先进的人工智能会选择做什么。“奇点”研究所的目标是,继续开发的同时也要确保人工智能必须友善。 如果“奇点”来临,这些问题会得到答案。库兹韦尔认为,试图通过禁止技术来推迟“奇点”不仅是不可能的,而且不道德的甚至是危险的。 关于计算机是否可以复制大脑的生化复杂性问题,库兹韦尔并不认为肉体和硅二者之间有任何根本区别。 自2005年以来,神经学家亨利·马克拉姆在瑞士洛桑的巴黎综合理工学院脑智力研究所一直进行着雄心勃勃的“”,试图使用IBM的建立一个哺乳动物大脑的神经元水平的仿真模拟。到目前为止,马克拉姆的团队已经成功地模拟出一个老鼠大脑的约10000个神经元的新皮层纵列。马克拉姆希望10年内模拟出完整的人脑。根据定义,“奇点”后的未来尚不可知,但库兹韦尔正在丰富这方面的理论。 在库兹韦尔眼中的未来,生物技术和纳米技术会为人类在分子水平上提供随意操纵人类及周围世界的动力。无限期延长寿命将变成现实,人类将成为不朽。 可以将人类意识扫描到计算机,并输入虚拟存在或将人类变成不朽机器人,并像星系间神灵一样照亮整个宇宙。几个世纪后,宇宙中所有物质都会具备人类的智慧。库兹韦尔认为,这就是人类作为一个新物种的命运。&
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保存二维码可印刷到宣传品宇宙大爆炸理论,那个奇点是怎么产生的?顺着时间往前推肯定有啊!是问题不存在还是答不上来?_百度知道
宇宙大爆炸理论,那个奇点是怎么产生的?顺着时间往前推肯定有啊!是问题不存在还是答不上来?
我看只有佛教才能告诉我们吧!科学连“我”都没发现呢。哪位大师回答一下呀?
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奇点是在一次偶然的机会下产生的, 那一点就是时间的开始,就因为物理学定律解释不了奇点的一些现象,所以霍金在阐述大爆炸理论的时候引用了虚时间这个概念,这样就能很好的解释了奇点。有空看看霍金的著作就能多少明白点 虽然看不太懂
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出门在外也不愁宇宙大爆炸理论内容是什么?_百度知道
宇宙大爆炸理论内容是什么?
把这个理论详细的写出来,一定采纳!
我们来自宇宙深处,我们都是为寻求自由而遍布宇宙的战士,我们的灵魂是我们的祖先所创造,我们的祖先经过了与人类历史一样的痛苦与不解,我们的祖先的祖先也曾经崇拜天主,但那一切都被我们的祖先所否定,我们所拥的能力虽不是万能,但对于宇宙中其它的文明而言是无所不能的,而我们是友善的。科技是我们的伪装,武力是我们的盾牌,思想才是我们的武器,我们在寻找宇宙的根本,我们在找寻宇宙的边界,因为我们希望能掌控宇宙,使所有的善良的生灵都能永存不灭;我们并不认同你们所谓的王道乐土,我们希望的是创造宇宙的乐土仁道------由高尚的道德与完善的法制操作的世界。 宇宙经过无数次的毁灭与再生,创造了你们所见到的一切,宇宙的毁灭与再生对所有的智慧生灵而言是相当的漫长的,因而你们中的一些人把着对你们狭小世界的理解而创造了各种宗教,就如同我们的祖的祖先创造的宗教一样,你们的存在被你们中的人说成是天主的创造,这种无知是可以理解的。然而我可以明确的告诉你们,宇宙是无情的,它只不过像一切生长物体一样,在到达顶锋之后就会衰亡会灭亡。如果宇宙中的物质是正的,那么就如同你们中的科学家所理解的那样,就有反物质,这一切我们能掌控,然而最难掌控的是暗能量,它就是足可以创造宇宙的能量,那是无处不在的能量,这你们将会理解的。我们寻找宇宙的边界,更重要搜集的是暗能量,因我们还不能完全掌控这暗能量,这力量能使宇宙停止重新毁灭,这力量能使一切宇宙的生灵获得自由和安宁。 诚如你们科学家们所说的,每一种物质的转换或消耗都会有一部分变成暗物质,你们当中有一些人关注着黑洞,然你们却认为那或许是通往另一个空间的大门,你们却忽略了黑洞的暗能量,试想一个烟圈吧,当一个巨大的星体毁灭时,那物体爆炸的反应物质在真空当中进行无数次的重组,却因暗物质过多而不能停止,直到吸取了足够中和那爆炸能量的物质,包括光,它才会停止反应,到那时黑洞就会消失。你们只感到那黑洞的庞大能量,所以你们才怀着恐惧的心态去理解去崇拜它。 我们存在于目前宇宙的毁灭进程当中,如果我们能够掌控这种暗能量,了解这宇宙重组的全部步骤,那么我们即使无法阻止宇宙的重组,也能改变下一次你我出现在宇宙的机遇,或许我们就能有更多的时间来展开对宇宙的调查,直到宇宙被我们完全掌控,然而我可以对你们说的是:无知是一种幸福,无法运用超越本身能力的知识是一种痛苦。 宇宙在毁灭之前,你们所看到的星球就像是一个棋局一样,每个棋子就是一个星体,然而在宇宙毁灭之后,重新发生的棋子的布局就会因为那种暗能量而发生改变,所以在经过无数次的宇宙毁灭之后,你重新存在的机会是相当的渺茫的。你可以相信存在有复活日,因为在经过宇宙无数的毁灭又重组的时候,你又会存在于你无数次存在过的这个星体,就如你的第六感------你虽不曾到过那地,然你忽觉得熟悉;你眼前发生的事忽觉曾发生过。承然,你的身体或许并不相同,如果想要今日的你的灵魂与肉体同时存在,那是最随机的。你应试想,你的灵魂,你的创造,你的科技,你的一切,你的痛苦与快乐,你们所有人的世界都曾经存在过,你不必惊奇,因你惊奇过,所有的你无法知晓的与你知晓的都会存在,这一切均因宇宙正在进行它的演化。
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宇宙大爆炸理论所有的天体都有其诞生和发展变化至直衰亡的历史。按天体物理学家的论断,宇宙空间也是在一次灾变中降生的,在一次绝无仅有的大爆炸中“诞生”的。在大爆炸时刻,宇宙的体积是零,所以其温度是无限热的。大爆炸开始后,随着宇宙的膨胀,辐射的温度随之降低。大爆炸1秒钟之后,温度降低到了100亿度,这个温度是太阳中心的1千倍。此时的宇宙中主要包含光子、电子、中微子和它们的反粒子(光子的反粒子就是它本身),以及少量的质子和中子。。此时粒子的能量极高,它们相互碰撞并产生大量不同种类的正反粒子对。这些正反粒子对碰到一起时又会湮灭。但此时它们的产生率远大于湮灭率。顺便一提的是,中微子和反中微子之间以及它们和其它粒子之间的相互作用非常微弱,所以它们并没有互相湮灭掉,以致于直到今天它们仍然存在。中微子的质量被认为是零,但1981年前苏联和年日本的研究显示,中微子可能具有微小的质量。如果被证实的话,有助于我们间接地探测到它们。它们是“暗物质”的一种形式,具有足够的引力去阻止宇宙的膨胀并使其坍缩。宇宙继续膨胀,温度的降低使得粒子不再具有如此高的能量。它们开始结合。与此同时,大部分正反电子相互湮灭,并产生了更多的光子。大爆炸100秒后,温度降到了10亿度,这相当于最热的恒星的内部温度。质子和中子由于强相互作用力(核力)而结合。一个质子和一个中子组成氚核(重氢);氚核再和一个质子和一个中子形成氦核。根据计算,大约有四分之一的质子和中子转变为氦核,以及少量更重元素,如锂和铍。其余的中子衰变为质子,也就是氢核。几个钟头之后氦和其它元素的产生停止下来。在这之后的100万年左右,宇宙什么也没有发生,只是膨胀。当温度降低到了几千度时,电子和原子核不能再抵抗彼此间相互的吸引力而结合成原子。由于宇宙存在着小范围的不均匀,区域性的坍缩开始发生。其中一些区域在区域外物体引力的作用下开始缓慢的旋转。当坍缩的区域逐渐缩小,由于角动量的守恒,它自转的速度就逐渐加快。当区域变得足够小时,自转的速度足以平衡引力的作用,象我们银河系这样的碟状星系就诞生了。另外一些区域由于没有得到旋转而形成椭圆形星系。这种星系的整体不发生旋转,但它的个别部分稳定地绕着它的中心旋转,因而也能平衡引力坍缩。由于星系中的星云仍有不均匀性,它们被分割为更小的星云,并进一步收缩形成恒星。恒星由于引力坍缩产生的高温引发核聚变,聚变产生的能量又抵抗了继续收缩的趋势,恒星进入稳定地燃烧。质量越大的恒星燃烧的越快,因为它需要释放更多的能量才能平衡自身更强的引力。它们甚至会在1亿年这样短的时间里耗尽自己的燃料。恒星有时会发生被称为“超新星”的巨大喷发,这种喷发令其它一切恒星都显得黯淡无光。这时一些恒星在晚期产生的重元素就会被抛回到星系中,并成为下一代恒星的原料。我们的太阳就是第二或第三代恒星,它含有大约2%的这种重元素。还有少量的重元素聚集并形成了绕恒星公转的行星,我们的地球也是其中之一。对于宇宙的起源,我们仍然有很多问题:第一、为什么宇宙在大尺度如此的均匀?背景辐射的温度也一样?除非宇宙的不同区域刚好从同样的温度开始!第二、又为什么我们的宇宙会以如此接近临界的速率膨胀?如果它在大爆炸后1秒钟的时刻其膨胀速率只要小十亿亿分之一,那么我们的宇宙早以坍缩!第三、我们的宇宙非常光滑和规则,而从概率上来讲,紊乱的和无规则宇宙的数量应该占绝对优势,因为宇宙初始状态的选择是随机的。我们为何恰巧遇到这样渺茫的几率呢?为了解释这些现象,麻省理工学院的学者阿伦·固斯提出了“暴涨宇宙模型”。他认为,早期的宇宙不是象现在这样以递减的速率膨胀,而是存在着一个快速膨胀的时期,宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿(1的后面跟30个0)倍。固斯认为,大爆炸的状态是非常热和相当紊乱的。这些高温表明宇宙中的粒子具有极高的能量。在如此的高温下,强相互作用力、弱相互作用力和电磁力都被统一成为一个力;当宇宙膨胀并变冷,力之间的对称性由于粒子能量降低而被破坏,强力、弱力和电磁力变得彼此不同。这就好象液态水在各个方向上性质都相同,而结冰形成晶体后,就变成了各向异性,水的对称性在低能态被破坏了。当宇宙暴涨时,它所有的不规则性都被抹平,就如同吹涨一个气球时,它上面的皱摺都被抹平一样。暴涨模型还能解释为什么宇宙中存在着这么多物质。在量子理论里,粒子可以从“粒子——反粒子对”的形式从能量中创生出来。这些粒子和反粒子具有正能量,而这些粒子的质量产生的引力场具有负能量(因为靠得较近的物体比分开得较远的物体能量低),宇宙的总 能量为零,这保证了能量守恒不被破坏。零的倍数仍然为零,在暴涨时期宇宙体积急剧加倍的过程中,可以制造粒子的总能量变得非常之大,以致于我们的宇宙现在大约拥有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿(1后面跟80个零)个粒子。固斯是这样形容这件事的:“宇宙是最彻底的免费午餐!”
 宇宙大爆炸理论  大爆炸理论(Big Bang)是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论,宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度,同时根据广义相对论的弗里德曼模型,宇宙空间可能膨胀。延伸到过去,这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中,宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么,广义相对论认为有一个引力奇点,但物理学家对此意见并不统一。  大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化,这段时间通过计算大概在距今137亿(1.37 × 1010)年前;但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论,乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代,这一辐射被探测到,有力地支持了大爆炸理论,从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。 [编辑本段]发展历史  大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的,在实验观测方面,1910年代,维斯特·斯里弗尔(Vesto Slipher)和卡尔·韦海姆·怀兹(Carl Wilhelm Wirtz)证实了大多数旋涡星系正在退离地球,不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么,也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。同时在理论上,爱因斯坦的广义相对论成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过度量张量描述的宇宙不是膨胀就是收缩,爱因斯坦认为他自己解错了,并加入了一个宇宙学常数来进行改正。第一个不使用宇宙学常数,而真正认真将广义相对论运用到宇宙学中的是亚历山大·弗里德曼,他的方程所描述的宇宙称为Friedmann-Lema&tre-Robertson-Walker宇宙,时间是1922年。1927年,比利时天主教牧师勒梅特独立推导出Friedmann-Lema&tre-Robertson-Walker方程,并在螺旋星云后退现象的基础上提出了宇宙是从一个“初级原子”“爆炸”而来的—这就是后来所谓的大爆炸。  1929年,埃德温·哈勃为勒梅特的理论提供了实验条件。哈勃证明这些旋涡星云其实是星系,并通过观测造父变星测算出了他们的距离。他发现,星系远离地球的速度同它们与地球之间的距离刚好成正比,这就是所谓霍伊尔的稳恒态宇宙模型。在稳恒态宇宙模型里,新物质在星系远离留下的空间中不断产生,从而宇宙基本不变化。其实这个理论的名称是出于霍伊尔的讽刺,他在1949年通过BBC广播节目形式传播的,论文《物质的特性》(The Nature of Things)发表于1950年。  之后的许多年,这两种理论并立,但观测事实开始支持一个演变于热密状态的宇宙。1965年宇宙微波背景辐射的发现使人们认为大爆炸理论是宇宙起源和演变最好的理论。1970年以前,很多宇宙学家认为宇宙可能在膨胀以前先收缩,这样可以避免从弗里德曼模型推出一个无限致密的“荒谬”的奇点。比较有代表性的是Richard Tolman的脉动宇宙模型(oscillating universe)。1960年代末,史蒂芬·霍金等人证明这个假设行不通,因为奇异点是爱因斯坦引力理论的直接和重要推论。之后大多数宇宙物理学家开始接受广义相对论所描述的宇宙在时间上是有限的。但是,由于对于量子引力规律缺乏认识,现在还不能断定这个奇异点到底是真正集合意义上的无限小点,还是物理收缩过程可以无限进行下去,从而间接达到宇宙在时间上无限。  现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关,或者是它的延伸,或者是进一步解释,例如大爆炸理论下星系如何产生,大爆炸时发生的物理过程,以及用大爆炸理论解释新观测结果等。90年代后期和21世纪初,由于望远镜技术的发展和人造探测器收集到大量数据,大爆炸理论又有了新的巨大突破。大爆炸时期宇宙的情况和数据可以计算得更加精确,并产生了很多意想不到的结果,比如宇宙的膨胀在加速。 [编辑本段]理论  大爆炸理论测算出宇宙的年龄是 137±2 亿年,这一计算是通过对Ia型超新星的观测,对宇宙背景辐射强度的测量,以及对星系相关函数的测量得出的。这三个独立测算所得到的结果一致,从而被认为是所谓更详细描述宇宙中星系性质的 Lambda-CDM model 的有力证据。早期的宇宙充满了同源同性的物质,其温度、压强、能量都极高。随着膨胀和冷却,宇宙物质经历了相变,这种相变与蒸气冷却时的凝结过程和水的凝固过程相似,不同之处在于前者发生在更基本的粒子层面上。  普朗克时期之后大约 10-35 秒,相转变引起宇宙产生指数级增长,称为暴胀。之后暴胀停止,此时宇宙的物质形式是夸克-胶子等离子体,这些物质的运动都符合相对论。宇宙继续在空间上膨胀,温度继续下降。在某一温度下,一种至今未知的所谓重子相变的相变产生,夸克和胶子组成重子,就是质子和中子,同时还在物质和反物质之间产生了不对称性,这种不对称性已经被实验证实。随着温度进一步降低,更多无对称的相变发生,形成了现在的基本粒子和基本相互作用。之后,一些质子和中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成。随着宇宙的冷却,静止质量的能量密度以引力形式存在,并超过辐射形式的能量密度。在大约 30 万年之后,电子和原子核结合成为原子(主要是氢原子),而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播,这就是今天的宇宙微波背景辐射。  随着时间的前进,在几乎是均匀分布的物质空间中,密度稍微大一点儿的区域通过引力作用吸引附近的物质,从而变得密度更大,并形成今天的气体云、恒星、星系和其他天文学观测到的结构。具体过程决定于宇宙物质的形式和数量,其中形式可能有三种:冷暗物质、热暗物质和重子物质。 [编辑本段]证据  一般来说,大爆炸宇宙学理论有三个观测基础:  星系红移为基础的哈勃膨胀;   宇宙微波背景的细致测量;   轻物质丰度(参见太初核合成(Big Bang nucleosynthesis))。   另外,观测到的宇宙大尺度结构的相关函数符合标准大爆炸理论。 [编辑本段]哈勃定律和宇宙膨胀  哈勃定律是物理宇宙论的陈述:来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比。这条定律是哈勃和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后,于1929年首先公式化的。 它被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据,和今天经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。在宇宙学研究中,哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础。在发现了宇宙膨胀这个事实后,爱因斯坦把他方程中的宇宙常数去掉,并认为宇宙常数是他“一生中最大的错误”。 [编辑本段]疑点和反对意见  宇宙大爆炸理论在其发展的过程中产生了一些疑点和问题,其中有些随着观测和理论的不断完善得到了解决,而成为了历史,但也有一些问题至今没有圆满解决,诸如星系晕尖点问题(Cuspy halo problem)、冷暗物质的矮星系问题(dwarf galaxy problem)等。有些人认为这些问题并不是大爆炸理论的致命问题,通过大爆炸理论的进一步发展可以得到解决。 [编辑本段]大爆炸理论的主要疑点和问题有:  视野问题(horizon problem);   均匀度问题(flatness problem);   磁单极问题(Magnetic monopoles);   重子不对称(Baryon asymmetry);   球状星团的年龄(Globular cluster age); [编辑本段]暗物质;  暗能量。   暗物质 Dark Matter  什么是暗物质?暗物质(包括暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,它代表了宇宙中90%以上的物质含量,而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5%左右)。暗物质无法直接观测得到,但它却能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设,但直到目前还没有得到充分的证明。  几十年前,暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物,但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6.3倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同时更重要的是,暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜,但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话,那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过,最近对星系以及亚星系结构的分析显示,这一假设和观测结果之间存在着差异,这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型,为暗物质本性的研究带来新的曙光。   大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据。当时,弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。   在引入宇宙膨胀理论之后,许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的,而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。与此同时,宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙,其中能量密度都以物质的形式出现,包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上,观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差,但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值,而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。   当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时,暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲,它们的组成是完全不同的。更重要的是,像普通的物质一样,暗物质是引力自吸引的,而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的,并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以,在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此,暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后,两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现,宇宙正在加速膨胀。由此,暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP)的观测也独立的证实了暗能量的存在,并且使它成为了标准模型的一部分。   暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论,在一个仅含有物质的宇宙中,物质密度决定了宇宙的几何,以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话,情况就完全不同了。首先,总能量密度(物质能量密度与暗能量密度之和)决定着宇宙的几何特性。其次,宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位,但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定,它目前正时宇宙加速膨胀,而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态,否则这种加速膨胀态势将持续下去。   不过,我们忽略了极为重要的一点,那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成,如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星,也就更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性,但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力,因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落,而这些涨落会在宇宙微波背景辐射(CMB)中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹,因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。   另一方面,不与辐射耦合的暗物质,其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后,已经成团的暗物质就开始吸引普通物质,进而形成了我们现在观测到的结构。因此这需要一个初始的涨落,但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质,由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。   在开始阐述这一模型的有效性之前,必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动(涨落),为了预言其在不同波长上的引力效应,小扰动谱必须具有特殊的形态。为此,最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说,如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和,那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱(其谱指数n=1)。WMAP的观测结果证实了这一预言,其观测到的结果为n=0.99±0.04。   但是如果我们不了解暗物质的性质,就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的,暗物质中的绝大部分现在还不清楚。这里我们将讨论暗物质可能的候选者,由其导致的结构形成,以及我们如何综合粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。 [编辑本段]宇宙的未来  在发现暗能量之前,宇宙学家认为宇宙有两种未来。如果宇宙物质密度超过临界密度,宇宙会在膨胀到最大体积之后收缩,在收缩过程中,宇宙的密度和温度都会再次升高,最后终结于同爆炸开始相似的状态——一个致密致热的小球。或者如果宇宙物质密度等于或者小于临界密度,膨胀会逐渐减速,但永远不会停止。造星运动会随宇宙密度减小而逐渐停止,而宇宙的温度会趋近于绝对零度。黑洞被气化,宇宙的熵会增加到极点,再也不会有有组织的能量形式产生,这叫做热寂说。如果质子衰变存在,宇宙最后甚至连氢原子这种最基本最多的重子物质都会消失,而只剩下辐射。  但现在在发现宇宙加速膨胀之后,人们有了新的推测:现今可观测的宇宙将离开我们的事件视界而同我们失去联系,最终结果还不清楚。Lambda-CDM model宇宙模型认为宇宙的暗能量以宇宙常数形式存在,并提出只有诸如星系等重力支配系统的物质会聚集,从而同样推出宇宙膨胀和冷却到最后将是热寂说。对暗能量的其他解释,例如幻影能量理论(phantom energy)则认为星系群甚至星系都会在大分离过程中被“撕”开。 [编辑本段]哲学和宗教意义  哲学上,有一些对大爆炸理论诠释完全主观和超越科学。一些诠释企图解释大爆炸的原因(第一因),被自然主义的哲学家批评为现代的世界起源神话。一些人相信大爆炸理论支持传统的世界起源观点,譬如在创世记所载的,另一些人认为所有大爆炸理论都与传统观点不合。  大爆炸理论本身是纯粹的科学理论,不与宗教关连。但是一些基督教教会,包括罗马天主教教会已经接受大爆炸理论,把它作为哲学上宇宙起源的一种描述。庇护十二世教皇对推广大爆炸理论很热心,尽管当时的理论并不完善。  根据佛教理论,“大爆炸”并不存在。由于因果律的连续性,宇宙为“过去无始,未来无终。”“引力奇点”不会凭空产生,而爆炸背后必有“因”。
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