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66661月前
你有没有想过在宇宙诞生之前是什么样子?根据现代宇宙学中最前沿的大爆炸理论,我们的宇宙起源于大约一百三十八亿年前一场奇点大爆炸,并在此后不断膨胀,最终形成了如今的广阔空间和宇宙万物。也就是说,大爆炸标志着时间的起点,是所有一切的开始。而在宇宙诞生之前,所有的空间、时间、能量以及物质都被压缩在一个密度无限大的初始奇点之中。所谓的“爆炸”其实只是一种比喻,指的是从奇点开始的宇宙演化过程。 在大爆炸后的一瞬间,也就是10的-35秒至10的-33秒之间,宇宙的尺度突然增大了一百亿亿亿倍,相当于从一粒尘埃瞬间变成十个银河系这么大。这种超光速的急剧膨胀过程称为“暴胀”,它为后续一切的形成奠定了基础。 在大爆炸后的1秒,宇宙是一团炽热、不透明的粒子汤。随后的几分钟内,第一批化学元素在称为原初核合成的过程中形成。早期宇宙的温度极高且密度极大,在这种高温下还无法形成稳定的原子,光子不断被自由电子散射,导致它无法传播很远,以至于在最初的几十万年里,宇宙基本上处于“迷雾笼罩”的不透明状态。 随着膨胀的持续,宇宙会逐渐冷却,到大爆炸后38万年左右,宇宙的温度降至足以让电子与原子核结合,形成中性原子。这一时期被称为“原子时代”,一切都在被彻底改变。由于电子被束缚在原子内,光子第一次能够在空间中自由传播,原本的“迷雾”消散了,光芒开始在宇宙中闪耀。这些古老的光芒至今仍然以微弱的辐射形式存在宇宙之中,它们遍布整个宇宙的各个方向,经过数十亿年的膨胀,其波长被拉伸到微波范围,所以被称为“宇宙微波背景辐射”,简称CMB。它相当于早期宇宙的照片,通过观测这种背景辐射,我们就能看到宇宙在38万年时的样子。相对于如今的138亿年来说,那就是宇宙的婴儿时期,可以说CMB是宇宙大爆炸遗留下来的余温,是我们能观测到的最古老的光。 从20世纪60年代被发现以来,科学家利用卫星和望远镜对CMB进行了越来越精细的测量,它承载着非常丰富的信息。例如其中微小温差形成的斑点图案便是形成如今庞大宇宙网的原始种子。图案中那些密度稍大的区域在引力作用下坍缩,最终形成了星系和星系团。事实上,CMB就像宇宙结构的“蓝图”,展示了原始物质分布的状态,让我们了解了宇宙的组成和形状。 通过数十年的研究表明,构成恒星、行星以及我们自身的“普通物质”,仅占宇宙总质量的5%左右,其余部分则是68%的暗能量和27%的暗物质。值得注意的是,新
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66661月前
科学家们最近发现了一个本不应该存在的星系,它打破了我们对于物理学的常识。当这个星系闪耀光芒的时候,我们的宇宙还处于刚诞生的初期,这就好比在一片都是茅草屋的环境中发现了一座现代化的摩天大楼。 但更令人惊讶的是,这个古老星系如此明亮耀眼。根据现有的宇宙学理论,早期星系应该又小又暗。然而,这个古老星系却以不可思议的速度孕育恒星,且这些恒星聚集在比我们银河系小400倍的空间里。更加夸张的是,这个星系的化学特征竟与银河系中的古老星团相吻合。当宇宙还处于婴儿期的时候,它便已经开始产生复杂的化学反应了。 这将使科学家重新修改当前的理论模型,我们看到的不仅是迄今为止发现的最古老星系,更是一个比我们想象中更混乱、更快速、更宏大的早期宇宙。这个名为MOMZ14星系发出的光线开始在宇宙空间中穿行时,宇宙才刚刚诞生2.8亿年,而如今它已经有138亿年的历史了。 韦伯太空望远镜最近刷新了自己的纪录,它对这些古老星系的发现正促使天文学家们重新改进早期星系形成的模型。试想一下,这些星光早在太阳系诞生之前、地球形成之前,甚至在我们所知的生命连可能性都不存在之前,便已经开启了旅程。 而且,这并不是韦伯望远镜第一次与古老的星系接触。自2022年投入使用以来,这台神奇的望远镜便不断发现比我们预期更古老、更明亮的星系。每次当我们以为找到了极限时,韦伯都似乎会说:"先别急,看我给你找个更不可思议的。" 可以有人会问,这些古老星系的年龄究竟是怎样测定的?答案就藏在天文学最迷人的概念之一,即"红移"。它的原理其实很简单,由于宇宙膨胀,空间本身会被不断地拉伸,同时也会对其中传播的光线产生拉扯作用。光传播得越远,波长会被拉伸得越长,光谱也会越偏向红色,这种现象就被称为"红移"。它就像宇宙的时间戳,光谱的红移越大,就意味着光源越遥远,并且时间也越早。 MOMZ14的红移值为14.44,仅以微弱优势打破了之前的纪录。但在天文学中,即使红移值的微小差异,也代表着距离和时间上令人难以置信的巨大差距,它意味着我们向宇宙的初期又多回顾了几百万年。但问题也随之而来,根据我们有关宇宙演化的最佳理论,MOMZ14不应该像现在这样明亮。 预测显示,第一代恒星应该是质量巨大且寿命较短的蓝巨星,它们会很快完成演化并消亡。而第一代星系也应该很小很暗,恒星数量比较稀少。所以我们本以为只能发现很少几个这样的古老恒星,而韦伯望远镜发现的数量却令人
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零世界2月前
宇宙起源大爆炸真相:138亿年前,奇点如何诞生930亿光年? 🌌138亿年前,时间、空间、物质与能量全都压缩在一个比针尖还小的「奇点」中。一场大爆炸,让无变为有,诞生了星系、恒星、行星,最终孕育出我们的地球与生命。 本片将带你深入解析宇宙从暴胀、大爆炸核合成、宇宙微波背景辐射(CMB)到暗物质与暗能量的演化历程,揭开宇宙如何膨胀至 930 亿光年的惊人真相。你将了解星系如何诞生、银河系如何形成,以及人类在宇宙中渺小却奇迹般的存在。 🚀 本期影片重点抢先看: 🌌什么是「宇宙奇点」? 探究宇宙最初的模样,比针尖还小亿万倍,却蕴藏着难以想象的能量! 🌌大爆炸:宇宙的「第一秒」发生了什么? 从超光速「暴胀期」到夸克、质子、中子、原子核的形成,揭示宇宙「原材料」的诞生过程。 🌌宇宙微波背景辐射(CMB): 大爆炸的「婴儿照片」!科学家如何透过这缕2.7开尔文的「回声」,还原宇宙的成长故事? 🌌星辰诞生与「黑暗时代」终结: 暗物质如何筑起宇宙骨架?第一批「原始恒星」如何点燃宇宙之光?星系的诞生与演化又经历了什么? 🌌银河系与太阳系的形成: 我们的家园——银河系何时成形?太阳与地球如何在星云中诞生? 🌌宇宙的终极构成: 暗物质、暗能量与普通物质,谁才是宇宙的主宰?为什么我们能看到的只占宇宙的5%? 🌌宇宙到底有多大? 从太阳系到银河系,再到930亿光年的可观测宇宙,一步步量给你看,挑战你的空间想象极限!银河系真实大小竟超乎你的预期! 🌌宇宙膨胀之谜: 是什么力量在推动宇宙加速膨胀?科学家为何测量出不同的膨胀速度? 📢 如果你喜欢我的视频,记得收藏、关注,小爱心点一个��,经常来听听我讲讲故事! ➡️ 下一集预告:《太阳系诞生记:一场恒星风暴,如何吹出两个世界?》 #宇宙大爆炸 #宇宙 #宇宙探索 #宇宙微波背景辐射 #太阳系
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66662周前
科学家提出一个大胆的猜测:也许这些星系来自我们宇宙诞生之前的某个循环,也许大爆炸不是第一次,宇宙可能在经历无限次的诞生和死亡。这就引出了"循环宇宙"理论,宇宙会膨胀到极限,然后收缩回一个奇点,然后再次爆炸,如此往复循环。 如果这个理论是对的,那么"从无创造"这个问题本身就不存在了,因为宇宙从来没有真正的开始,它只是在永恒地循环。但这个理论有个致命的问题:每次循环都会增加宇宙的熵,熵是混乱度的度量,根据热力学第二定律,熵只能增加不能减少。 如果宇宙真的循环了无限次,那么现在的熵应该已经是无限大了,宇宙应该早就陷入热寂了,但事实并非如此。 那么时间到底是什么?牛顿认为时间是绝对的,像一条均匀流动的河流,无论发生什么,它都以恒定的速度流淌。但爱因斯坦用相对论彻底推翻了这个观念,时间是相对的,它会因为速度和引力而改变。 一个在接近光速飞行的宇航员,他的时间会比地球上的人慢得多,当他返回地球时,可能地球已经过了几百年,但他只觉得过了几个月。更极端的是,在黑洞的视界边缘,时间几乎停止了;如果你掉进黑洞,从外部观察者看来,你会永远冻结在那个瞬间,永远不会真正掉进去。 2023年中国科学院的一项研究发现,当粒子处于量子叠加态时,它们经历的时间可能是混乱的,甚至可能同时经历正向和反向的时间流动。这意味着在量子尺度上,过去、现在、未来可能是同时存在的,因果关系可能是模糊的。 有些物理学家甚至提出,时间可能根本不存在,它只是我们的大脑为了理解宇宙的变化而创造出来的幻觉。我们看到事物从有序走向无序,从低熵走向高熵,我们把这个过程标记为"时间的流逝",但在宇宙的基本方程中时间是完全对称的,正向和反向没有任何区别。 如果时间是幻觉,那么宇宙的"开始"也是幻觉吗?也许宇宙的所有时刻从大爆炸到宇宙的终结其实是同时存在的,我们只是像读书一样一页一页地"阅读"这个已经写好的故事,这个理论叫"块宇宙理论"。 整个时空像一块巨大的四维面包,过去、现在、未来都已经"在那里"了,我们的意识只是在这个面包上移动,创造出时间流逝的感觉。如果这是真的,那意味着你昨天做的每一个决定,甚至你现在正在做的决定其实早就已经"存在"在那个四维结构里了。 自由意志可能只是一个错觉,空间又是怎么诞生的?我们习惯认为空间是空的容器,物质在里面运动,但广义相对论告诉我们空间本身是可以弯曲的、可以拉伸的、可以被撕裂的
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66661周前
你知道宇宙有那些未解之谜吗?从最小的微观粒子到跨越数十亿光年的庞大宇宙结构,人类对宇宙依然知之甚少。宇宙最初是怎样诞生的?在这片看似无边无际的宇宙海洋中,我们是否孤独?这些问题像一个个未解之谜,既困扰科学家,也不断激励我们向更深更远的宇宙进发,去追寻关于存在的真相。 大家好,我是宇宙悖论。今晚我们来探索宇宙系列,看看为什么有物质没有反物质,常数会不会在变,宇宙是不是有意识,每一个问题都直戳认知底线。故事很长,我们先到梦里讲。 在宇宙诞生后的极早期,有一段极其特殊的时期叫做宇宙暴涨。这个阶段不是普通的膨胀,而是一场几乎难以想象的急速膨胀。理论认为,在极短的时间里,宇宙从比原子还小的尺度膨胀到比银河系还大的尺度,这一切只发生在极微小的一瞬间。这种暴涨被认为紧接着大爆炸之后发生,为后来的一切宇宙演化奠定了初始舞台。 宇宙暴涨理论的提出主要是为了解释几个宇宙学中的大难题。例如,为什么当我们从极大尺度去看宇宙时,它显得如此均匀?各项同性为什么相隔极其遥远、互相之间来不及进行光信号交流的宇宙区域却拥有几乎相同的温度和物理性质?暴涨给出了一种看起来很优雅的答案。 在暴涨之前,整个可见宇宙曾经被压缩在一个彼此靠的非常近的区域里,能量和温度有足够时间抹平差异。随后暴涨突然把这块原本紧挨在一起的区域飞快拉伸开。于是今天我们看到的那些相隔极远的宇宙部分其实曾经是邻居。标准的暴涨图景很有说服力,却不是唯一的理论版本。 很多人听说过宇宙暴涨的基本概念,但在理论物理学内部还有不少进阶版本试图突破我们对宇宙起源的既有理解。其中最著名也最具争议的一个分支就是永恒暴涨。永恒暴涨把快速膨胀这个概念推向极端。在这种模型中,暴涨并不会在整个宇宙里同时结束,而是在不同区域分片停止,某些区域里的暴涨过程停下来形成类似我们生活的这种正常空间泡泡。而其它区域则继续以暴涨的形式向外扩张。暴涨停止的地方就像在巨大的宇宙海洋中形成了一个个气泡宇宙。在这些气泡中星系、恒星、行星才能形成,生命也才可能出现。 而在更大尺度上其它区域仍旧在暴涨,继续诞生新的气泡宇宙。这种图景勾勒出一个多重宇宙的画面,每一个泡泡都是一个宇宙,里面可能拥有完全不同的物理常数和物理定律。在我们这个泡泡里各种常数刚好适合星系、恒星和生命的存在。 而在其它泡泡中规则也许完全不同,有的宇宙或许充满奇异的物质形态,有的则可能根本不适合任何形式的生命。如果暴
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