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66661周前
著名物理学家罗杰·彭罗斯提出了一个更大胆的观点,他认为这些结构可能是宇宙大爆炸之前存在的迹象。在他的“共形循环宇宙学”中,宇宙大爆炸并不是一切的开端,而可能经历着一种无限次的循环。如果这个理论成立的话,那么前一个宇宙的痕迹可能会在我们现在的宇宙中出现。彭罗斯甚至认为,微波背景辐射中的环状印记可能是前一个宇宙坍缩产生的引力波证据。 尽管大多数宇宙学家对此类说法持怀疑态度,但这些结构的存在本身正迫使我们重新思考早期宇宙的物理规律。让我们总结一下目前已知的信息,大爆炸标志着宇宙膨胀的起点。在最初的几十亿年里,由于引力的作用,膨胀的速度逐渐减慢了。但在1998年,研究人员有了一个惊人的发现,宇宙的膨胀正在加速,某种被称为暗能量的东西正推动宇宙向外扩张,并在大尺度上克服了引力。时至今日,暗能量仍是宇宙学中最深奥的谜团之一。 我们知道它约占宇宙总质量的68%,起着类似反引力的作用。数十年来,最简单的假设认为暗能量是一个“宇宙常数”,是一种空间本身的不变属性,可能与真空能量有关。当前科学界广泛接受的宇宙演化理论框架被称为“标准宇宙模型”,又称“ΛCDM模型”,其中Λ代表暗能量,这种力随时间保持恒定,导致了宇宙永远呈指数级加速膨胀。 然而,最新的数据表明,事情可能并非如此简单。“暗能量光谱仪”(DESI)对数百万个星系和类星体进行了观测,其数据显示暗能量的影响可能随宇宙时间而演化。2025年初,科学家分析了DESI三年的观测数据,发现了暗能量在数十亿年里有所减弱的证据。换句话说,暗能量的排斥效应可能并非恒定不变,这可能意味着宇宙的加速膨胀不会无限持续下去,这引发了关于宇宙命运的重大问题。 加速膨胀最终会减慢甚至停止吗?引力最终会重新掌控局面,导致膨胀减速甚至未来坍缩吗?这些问题我们尚不清楚,但很明显,曾经被公认的暗能量恒定观点现在正受到挑战。与暗能量的本质一样,宇宙中另一种看不见的组成部分也在受到密切研究,它就是“暗物质”。除了通过引力作用外,它无法被观测到。科学家认为它是构成星系和星系团的“骨架”,在结构形成的模拟中起着关键作用。 然而,尽管经过数十年的探索,暗物质粒子从未被直接探测到,其真实本质仍不明确,这促使一些科学家开始思考超越标准大爆炸模型的替代理论,试图消除对暗物质和暗能量的需求。物理学教授理查德·卢在2025年提出了一种新的宇宙模型。根据他的理论,宇宙的膨胀
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66661月前
天我们来聊宇宙大爆炸。这是一个硬核但是又很浪漫的话题。要想聊这个话题,我们得先回到1610年的欧洲。当时的欧洲有一个叫神圣罗马帝国的国家,那个帝国的皇帝叫鲁道夫二世,他的御用占星师非常有名,大家肯定都知道,就是大名鼎鼎的开普勒。 那个时候开普勒就提出了一个非常简单,一个小孩子经常会问,但是却不那么容易解释的问题,就是为什么夜晚的天空是黑暗的?如果大家的水平跟我一样,肯定会说,那这是地球自转。到了晚上,太阳去了地球的背面,那我的夜空不就是黑色的吗?但是天文学家思考问题不会这么简单,所以这个问题就一直延续了下来。 一直到200年以后,有一个叫做奥伯斯的业余天文家,他提出了奥伯斯佯谬。所谓的佯缪,这是指一个理论命题,根据推断,却得到了一个跟事实不符合的结论。 比如说大家都听过双生子佯谬,就是说假设有一对孪生兄弟,哥哥坐上一艘接近光速的宇宙飞船,去星际航行了,弟弟就留在地球上,等到哥哥玩开心了回来以后,他会比弟弟更加年轻。这个结果,就是靠狭义相对论推测出来的。 我们再说回奥伯斯佯缪,他的命题是这样的:假设宇宙是无限的,静态的并且在大尺度上均匀分布,就是说不存在很多星系挤在宇宙的左边,而宇宙的右边是一团真空。并且由于这个宇宙是无限的,它由无数恒星组成,那么从地球发射的任何光线,都必须到达恒星表面,所以夜空应该被完全照亮,而且是非常的明亮。 简单一点说,我们的夜空应该是长成这个样子的,但事实上并不是,我们的夜空就是黑暗的,而且99%的夜空除了大团大团的黑色,我们什么都看不见。所以关于宇宙的三个假设,静态的、均匀的、无限的,其中必定有一个是错的。 当然现在我们知道,宇宙既不是静态的,也不是无限的,但这个就要归功于三个人。首先就是提出广义相对论的爱因斯坦,然后是天文学家哈勃,还有另一个大家可能不太熟悉的人叫亚历山大·弗里德曼。 1917年的时候爱因斯坦就发现如果根据自己的广义相对论,宇宙要么在收缩,要么在膨胀(猫叫)。当时的人们普遍认为宇宙是静态的,包括爱因斯坦也是这么想的,所以他就在他的方程里面引入了一个宇宙常数来修正广义相对论的问题。 然而只过了5年,弗里德曼就用宇宙膨胀理论修正了爱因斯坦的这个错误。后来又过了7年,哈勃发现了红移现象,证明了宇宙的确是在不断膨胀的。 这里给大家简单的解释一下红移现象,因为光是一种波,当一个光源比方说某颗恒星,当它远离我们的时候
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