了解宇宙及其影響

宇宙學(xué)可能是一門難以處理的學(xué)科，因?yàn)樗?a href="http://m.new863.com/wuli/" title="物理" target="_blank">物理學(xué)中涉及許多其他領(lǐng)域的一個(gè)研究領(lǐng)域。（事實(shí)上，現(xiàn)在幾乎所有的物理學(xué)研究領(lǐng)域都涉及到許多其他領(lǐng)域。）什么是宇宙學(xué)？研究它的人（稱為宇宙學(xué)家）實(shí)際上做了什么？有什么證據(jù)支持他們的工作？

宇宙一目了然

宇宙學(xué)是研究宇宙起源和最終命運(yùn)的科學(xué)學(xué)科。它與天文學(xué)和星形物理學(xué)的具體領(lǐng)域關(guān)系最密切，盡管上個(gè)世紀(jì)也使宇宙學(xué)與粒子物理學(xué)的重要見解密切相關(guān)。

換句話說，我們達(dá)到了一個(gè)迷人的認(rèn)識(shí)：

我們對(duì)現(xiàn)代宇宙學(xué)的理解來自于將我們宇宙中**結(jié)構(gòu)（行星，恒星，宇宙和galaxy簇）的行為與我們宇宙中最小結(jié)構(gòu)的行為聯(lián)系起來。（基本粒子）。

宇宙史

宇宙學(xué)的研究可能是對(duì)自然界進(jìn)行推測(cè)性研究的最古老的形式之一，它始于歷史上的某個(gè)時(shí)候，當(dāng)一個(gè)古人類看著天空時(shí)，提出了以下問題：

• 我們?cè)趺磥磉@里？宇宙小知識(shí)
• 夜空里發(fā)生了什么？
• 我們一個(gè)人在宇宙中嗎？
• 天空中那些有光澤的東西是什么？

你明白了。

古代人提出了一些很好的嘗試來解釋這些。西方科學(xué)傳統(tǒng)中最主要的是古希臘人的物理學(xué)，他們發(fā)展了一個(gè)全面的宇宙地心模型，這個(gè)模型在幾個(gè)世紀(jì)以來一直被提煉到托勒密時(shí)代，此時(shí)宇宙學(xué)確實(shí)沒有發(fā)展，幾個(gè)世紀(jì)以來，除了一些德國(guó)詳細(xì)介紹系統(tǒng)各個(gè)組件的速度。

這一領(lǐng)域的下一個(gè)重大進(jìn)展來自于1543年的哥白尼（Nicolaus Copernicus），當(dāng)時(shí)他在他的死者身上發(fā)表了他的天文學(xué)書籍（預(yù)計(jì)會(huì)引起與天主教會(huì)的爭(zhēng)議），概述了他太陽(yáng)系日心模型的證據(jù)。推動(dòng)這種思維轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵見解是，沒有真正的理由認(rèn)為地球在物理宇宙中包含一個(gè)基本的特權(quán)地位。這種假設(shè)的變化被稱為哥白尼原則。哥白尼'根據(jù)Tycho Brahe，Galileo Galilei和Johannes Kepler的工作，日心模型變得更加流行和接受，他們積累了大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)來支持哥白尼日心模型。

然而，艾薩克·牛頓爵士能夠?qū)⑺羞@些發(fā)現(xiàn)結(jié)合在一起，實(shí)際解釋行星運(yùn)動(dòng)。他有直覺和洞察力，意識(shí)到落在地球上的物體的運(yùn)動(dòng)類似于軌道在地球上的物體的運(yùn)動(dòng)（實(shí)質(zhì)上，這些物體不斷落在地球上附近）。由于這個(gè)動(dòng)作是相似的，他意識(shí)到這可能是由他稱之為重力的相同力量引起的。通過仔細(xì)觀察和開發(fā)稱為微積分和他的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律的新數(shù)學(xué)，牛頓能夠創(chuàng)建在各種情況下描述這種運(yùn)動(dòng)的方程。

雖然牛頓和#39;重力定律用于預(yù)測(cè)天空的運(yùn)動(dòng)，但有一個(gè)問題。。。這并不清楚它是如何工作的。該理論提出，具有質(zhì)量的物體在空間上相互吸引，但牛頓能夠?yàn)橹亓τ脕韺?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的機(jī)制制定科學(xué)的解釋。為了解釋這個(gè)莫名其妙的問題，牛頓依賴于一個(gè)通用的應(yīng)用程序?qū)ι系蹃碚f，基本上，物體以這種方式回應(yīng)上帝'在宇宙中的完美存在。為了獲得物理解釋將等待兩個(gè)多世紀(jì)，直到一個(gè)天才的到來，他的智力甚至可以超過牛頓的智力。

廣義相對(duì)論和大爆炸

牛頓和#39;宇宙學(xué)主導(dǎo)科學(xué)，直到二十世紀(jì)初，阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)展了他的廣義相對(duì)論理論，重新定義了對(duì)重力的科學(xué)理解。在愛因斯坦'新公式中，重力是由于大量物體（如星球，恒星甚至星團(tuán)）的存在而引起的四維空間時(shí)間彎曲造成的。

這種新公式的一個(gè)有趣含義是，時(shí)空本身是平衡的't?？茖W(xué)家們以相當(dāng)短的時(shí)間意識(shí)到，廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)太空時(shí)間將擴(kuò)大或收縮。相信愛因斯坦相信宇宙實(shí)際上是永恒的，他在理論中引入了一個(gè)宇宙常數(shù)，它提供了一個(gè)抵消擴(kuò)張或收縮的壓力。然而，當(dāng)天文學(xué)家埃德溫·哈布（Edwin Hubble）最終發(fā)現(xiàn)宇宙實(shí)際上在擴(kuò)張時(shí)，愛因斯坦意識(shí)到他'd犯了一個(gè)錯(cuò)誤，并從理論中刪除了宇宙常數(shù)。

如果宇宙正在擴(kuò)張，那么自然的結(jié)論是，如果你要重新布線宇宙，你'd看到它一定是從一小塊密集的物質(zhì)中開始的。這個(gè)宇宙如何開始的理論被稱為“大爆炸理論”。這是二十世紀(jì)中葉一個(gè)有爭(zhēng)議的理論，因?yàn)樗鼱?zhēng)奪對(duì)Fred Hoyle'穩(wěn)態(tài)理論的支配。然而，1965年宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了與大爆炸有關(guān)的預(yù)測(cè)，因此它在物理學(xué)家中被廣泛接受。

雖然他在穩(wěn)態(tài)理論上被證明是錯(cuò)誤的，但Hoyle被認(rèn)為是恒星核合成理論的主要發(fā)展，這是氫和其他輕原子在稱為恒星的核坩堝內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^重原子的理論，并且吐出在恒星上進(jìn)入宇宙's死亡。然后，這些較重的原子繼續(xù)形成水，行星，最終形成地球上的生命，包括人類！因此，用許多令人敬畏的宇宙學(xué)家的話來說，我們都是由星塵形成的。

無論如何，回到宇宙的演化。隨著科學(xué)家獲得關(guān)于宇宙的更多信息并更仔細(xì)地測(cè)量宇宙微波背景輻射，出現(xiàn)了一個(gè)問題。隨著對(duì)天文數(shù)據(jù)的詳細(xì)測(cè)量，很明顯量子物理學(xué)的概念需要在理解宇宙的早期階段和演化過程中發(fā)揮更強(qiáng)的作用。這個(gè)理論宇宙學(xué)領(lǐng)域雖然仍然是高度推測(cè)性的，但已經(jīng)變得相當(dāng)肥沃，有時(shí)被稱為量子宇宙學(xué)。

量子物理學(xué)顯示出一個(gè)非常接近能量和物質(zhì)均勻但不完全均勻的宇宙。然而，早期宇宙的任何波動(dòng)都會(huì)在宇宙擴(kuò)張的數(shù)十億年內(nèi)**擴(kuò)展。。。而且波動(dòng)遠(yuǎn)小于人們的預(yù)期。因此，宇宙學(xué)家必須找出一種方法來解釋一個(gè)不均勻的早期宇宙，但是其中只有95>極小的波動(dòng)。