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宇宙起源的七个事实,令人兴奋!138.17亿年前宇宙诞生了

大约138.1亿年前,我们所知道的宇宙诞生了。在这个叫做大爆炸的时刻,宇宙本身开始迅速扩张。在大爆炸时,可以观测到宇宙(包括至少2万亿个星系)。物质)直径小于1厘米。

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可观测的宇宙(哈勃体积)现在直径为930亿光年,并且仍在扩大。关于大爆炸存在很多问题,特别是关于它之前发生的事情(如果有的话)。但科学家确实知道一些事情,如果他们继续阅读,他们会发现一些关于万物起源的最令人费解的发现。

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直到1929年,宇宙的起源完全被神话和理论所笼罩,但那一年,一位富有进取心的天文学家埃德温哈勃发现了一些关于宇宙的非常重要的东西。事情将为了解宇宙的过去开辟新的途径:整个宇宙正在扩张。哈勃通过测量一种称为红移的东西发现了这种现象,红移指的是在非常遥远的星系中向更长的红色波长光的转变(物体越远,红移就越明显)。

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哈勃发现在遥远的星系中,红移随距离线性增加,表明宇宙不是静止的。它在任何地方同时膨胀。据美国宇航局称,哈勃能够计算出扩张速度,这个数字被称为哈勃常数。正是这一发现使科学家们能够推断出宇宙曾经被压缩成一个小点,这是宇宙膨胀的第一个大爆炸时刻。

1964年5月,贝尔电话实验室的研究人员Arno Penzias和Robert Wilson在新泽西州开发了一种新的无线电接收器。他们的天线不断收到一个奇怪的嗡嗡声,似乎来自任何地方。他们认为这可能是装备中的鸽子,但移除巢穴没有任何效果。其他减少干扰的尝试并未成功。最后,他们意识到他们正在寻找一些真实的东西。

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事实证明,他们发现了宇宙的第一道光:宇宙微波背景辐射。这种辐射可以追溯到大爆炸后大约380,000年,当宇宙最终冷却到足以允许光子(构成光的波状粒子)自由移动时。这一发现支持宇宙大爆炸理论以及宇宙膨胀超过光速的观点(因为宇宙的背景相当均匀,表明一切都从一个小点开始,一切都在同时平滑地扩展)。

宇宙微波背景的发现为理解宇宙的起源打开了一扇窗口。 1989年,NASA发射了一颗名为宇宙背景探测器(COBE)的卫星来测量背景辐射的微小变化。

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根据美国国家航空航天局的资料,结果是一张宇宙“婴儿照片”,展示了宇宙膨胀时的一些初始密度变化。这些微小的变化可能导致星系和真空的模式,我们今天在宇宙中看到的宇宙星系网络。

宇宙微波背景也使研究人员能够找到宇宙膨胀的“确凿证据” - 大爆炸发生的速度比大爆炸时的光速要快(尽管爱因斯坦的狭义相对论认为没有任何东西比太空中的空间)速度快,但这不违反,空间本身正在扩大)。 2016年,物理学家在一些宇宙微波背景中宣布了一种特殊的极化或方向性。这种极化被称为“b模式”。

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b型极化是大爆炸引力波的第一个直接证据。由于空间中大量物体的加速或减速而产生引力波(发现的第一个引力波来自两个黑洞碰撞)。 b模式提供了一种直接探测宇宙早期扩张的新方法,也许可以找出推动宇宙膨胀的因素。

引力波发现的一个结果是它使科学家能够找到通常三维之外的其他维度。根据理论家的观点,如果存在这些维度,引力波应该能够穿越未知的维度。 2017年10月,科学家们从两颗中子星碰撞中探测到了引力波。测量了波从恒星传播到地球所花费的时间,并且未发现任何其他尺寸的证据。

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这项研究的结果发表在《宇宙学和天体粒子物理学》中,表明如果宇宙中存在其他维度,它们非常小 - 它们会影响距离不到一英里(1.6公里)的宇宙区域。这意味着弦理论,假设宇宙由微小的振动弦组成并预测至少10个微小尺寸,这可能仍然是正确的。

物理学中最奇怪的发现之一是宇宙不仅在膨胀,而且在加速。这一发现可以追溯到1998年,当时物理学家宣布了几个长期运行项目的结果,这些项目测量了所谓的Ia型超新星。该研究的结果(研究人员Saul Perlmutter,Brian P. Schmidt和Adam G. Reiss赢得了2011年)诺贝尔奖揭示了这些超新星中最遥远恒星的光线弱于预期。

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微弱的光线表明空间本身在膨胀:宇宙中的一切都在逐渐远离其他一切。科学家称这种扩张的驱动力是“暗能量”,这是一种神秘的引擎。这种暗能量似乎对于将宇宙起源理论与目前正在进行的观测结合起来至关重要,例如美国国家航空航天局威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)所做的观测,这是迄今为止最准确的宇宙微波背景。插图。

哈勃望远镜于2019年4月发布的新结果加深了宇宙膨胀的神秘面纱。太空望远镜的结果表明宇宙的膨胀速度比之前的观测值快9%。美国国家航空航天局(NASA)表示,对于星系来说,距离地球每隔330万光年意味着每秒46英里(74公里),比之前的计算速度更快。为什么这对宇宙的起源很重要?因为物理学家一定错过了什么。根据美国宇航局的说法,在大爆炸期间和之后可能会有三次单独的黑暗能量“爆发”。

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这些爆炸为我们今天看到的事情奠定了基础。第一个可能已经开始初步扩张。一秒的速度可能会快得多,就像宇宙油门上的沉重脚一样。宇宙的速度比以前想象的要快得多。最后的暗能量爆发可以解释今天宇宙的加速扩张。这些尚未得到证实,但科学家们正在寻找它。德克萨斯大学奥斯汀麦克唐纳天文台的研究人员正在使用一种新升级的仪器,即Hobie-Eberley望远镜,直接寻找暗能量。

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这个名为Hobby-Eberley暗能量望远镜实验(HETDEX)的项目正在测量远至110亿光年的星系中的微弱光线,这将使研究人员能够看到宇宙随时间的任何加速度。品种。它还将研究宇宙诞生40万年,宇宙中的扰动回波。这些干扰是在大爆炸之后由致密颗粒组成的厚汤中产生的,这也将揭示扩张之谜并解释驱动宇宙膨胀的暗能量。