123排行榜,探索世界,了解各类奇异学识!

夸克之小(宇宙之大)

时间:2023-05-01 05:31:01

相关推荐

夸克之小(宇宙之大)

得益于粒子物理大胆思想的推动和千兆像素的电荷耦合器件照相机(CCD)以及计算机的技术飞速进步,宇宙学正处于蓬勃的发展之中。现在,宇宙的基本图景已经确定了:137亿年的历史,平直的空间,且正处于加速膨胀阶段;宇宙由4%的原子、20%的暗物质、76%的暗能量组成;另外还有证据表明量子微扰是星系和其他结构形成的种子。尽管我们对宇宙了解了很多,但距离完全的认识它还相差甚远。随着我们对宇宙和它演化规律了解的不断深入,宇宙学正处于它的黄金时期。

宇宙经常超乎我们的想像,宇宙学的进步也往往得益于科技的进步和新想法的涌现。20世纪20年代,哈勃(Hubble)在威尔逊山使用2.5米的胡克望远镜发现了宇宙膨胀,爱因斯坦刚刚创立的广义相对论则为理解大爆炸提供了数学基础。20世纪60年代随着在帕洛马山5米的海尔望远镜的建成,天文学家们的视野也拓展到了可观测宇宙的边缘。1964年,应用射电技术阿莫·彭齐亚斯(Amo Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)发现的宇宙大爆炸的微波背景辐射揭示了宇宙创生时的极高温和高密。20世纪80年代宇宙学滑入了低谷,桑德齐(Sandage)描述了当时的宇宙学主要是测量的两个物理量:宇宙膨胀率和减速因子。尽管热大爆炸宇宙模型的根基是恰当的,这其中也包括了宇宙结构是怎样通过引力从一个小的物质密度涨落进而形成了星系、星系团、超星系团的,然而对于这些微小的密度扰动起源却并没有足够的证据。而且,当时我们只了解大爆炸0.00001秒以后的宇宙,对于更早期甚至是大爆炸时的宇宙我们还知之甚少。因为缺乏物理理论基础,早期的宇宙被认为是由质子、中子和其他基本粒子组成的海洋。

现在的宇宙学正处于蓬勃的发展之中。在过去,该领域已经两次获得了《科学》杂志评出的年度进展:一个是1998年发现的宇宙加速膨胀;另一个是2003年建立的标准宇宙模型。随着新想法的提出和科技的进步,从夸克的发现、CCD在空间望远镜上的使用以及弦理论,20世纪90年代科学革命的足迹遍布了各个领域。

来自于粒子物理学的新思想改变了宇宙学的语言和交流方式。我们最想知道的几个物理量是:宇宙微波背景的温度、谱图和各项异性,宇宙的形状,宇宙的组成,现今物质的大尺度分布,以及非均匀性的功率谱。通过使用更大的望远镜、更好的探测器和更快的计算机,天文学家和物理学家们已经在更为精确地测定了这些基本量,把处于混沌的宇宙学变成了精确的宇宙学。在绝大多数情况下,这不仅仅是一个测量,更是一张相互补充、环环相扣的网,这张网限定了宇宙的参数,巩固了宇宙学的框架,改变了宇宙学的进程。宇宙学不再是俄罗斯物理学家列弗·郎道(Lev Landau)所说的那样,“宇宙学家们经常犯错误,但却从来不被怀疑。”

这就是我们的宇宙:总体来说,宇宙空间是平直的,年龄为137亿年,对此我们所了解的精度已达到了1%;另外宇宙正以70±2千米/秒/百万秒差距的速率膨胀,而且是加速膨胀;此外宇宙由24±4%的物质和76±4%的暗能量组成,物质的4.2±0.5%是以原子形式存在的,0.1-1%以中微子形式存在,其余的大部分物质则是暗物质,而暗物质到底是什么目前还不清楚。恒星——桑德齐宇宙模型中唯一的成分——仅占整个宇宙成分的1%。同时,微波背景辐射的重要特性也已经被测量,其温度为2.725±0.001开(K),而且在好于1°的分辨率下其微小的涨落(大约0.001%)也已经被测定。

夸克的发现(组成中子和质子的基本单位)和夸克之间“渐进自由”的特性,为人们了解早期宇宙开启了一扇大门:早期的宇宙是由夸克和其他基本粒子组成的热汤,但是它却像化学家所描述的理想气体一样简单。像夸克汤一样的早期宇宙引发了许多的问题:反物质在哪?非均匀性的起源是什么?为什么宇宙如此平直、年龄如此大?现今存在于宇宙微波背景光子中的、大爆炸的热量从何而来?是什么驱动了大爆炸?

本内容不代表本网观点和政治立场,如有侵犯你的权益请联系我们处理。
网友评论
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明网站立场。
显示评论内容(2)
  1. 九重天阙九重界2023-11-09 06:07九重天阙九重界[河北省网友]203.9.63.138
    夸克之小,宇宙之大,让人不禁感叹人类探索宇宙的无限可能性。
    顶9踩0
  2. 死掉的稻草和孩子2023-08-05 05:49死掉的稻草和孩子[吉林省网友]120.92.46.72
    夸克之小,宇宙之大,人类对宇宙的了解还只是冰山一角。
    顶33踩0
相关阅读
宇宙正在不断膨胀 人类没有希望飞出宇宙(宇宙变化)

宇宙正在不断膨胀 人类没有希望飞出宇宙(宇宙变化)

看看这几种理论,总之中心的意思就是人类想要找到宇宙的边界是不可能的

2023-05-25

宇宙什么形状 宇宙多大(宇宙像个正在充气的气球)

宇宙什么形状 宇宙多大(宇宙像个正在充气的气球)

目前地球上,人类天文学、科学界普遍认同我们所在的宇宙起源宇宙大爆炸,而爆炸前的宇宙是超高温、高密度的点,初宇宙就像个烧红的钢珠,然后某些原因,

2023-01-25

宇宙有没有尽头 宇宙当中都有什么 (宇宙猜测)

宇宙有没有尽头 宇宙当中都有什么 (宇宙猜测)

那么宇宙到底有没有尽头呢?还是和很多科学家猜测的一样宇宙正在不断的膨胀当中

2023-06-02

宇宙起源方式要改写了 宇宙在无限循环(宇宙起源)

宇宙起源方式要改写了 宇宙在无限循环(宇宙起源)

科学界的讨论是什么?比利时天体物理学家Georges Lemaitre在1927年的原始硅藻假说中首次提出了宇宙大爆炸的起源

2023-09-16

宇宙有没有尽头 宇宙的尽头会是什么样子 (宇宙探索)

宇宙有没有尽头 宇宙的尽头会是什么样子 (宇宙探索)

另外有不少的科学家认为宇宙就是一片荒芜的,最起码对于人类来说永远没有边界,宇宙在不断的扩张当中,宇宙本身就是一个特别大的黑洞,我们现在就是生活

2023-09-05