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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为了证明大爆炸是真实的,他们就需要找到这种光。到了1940年代,一位名叫安德鲁·麦凯勒的天文学家在研究太空中的酒精云时,测量了云周围真空空间的温度,他发现温度是2.3K,“那是什么?”他自己都不知道,当时测量的是大爆炸的余晖。与此同时,稳恒态模型基本上已经死亡了。 大爆炸理论的主要问题是“年龄问题”,它预测宇宙太年轻了,新的数据显示,最初到仙女座星系的距离计算有误,实际上它距离超过250万光年。因此,使用这些新数据,宇宙的年龄被预测为100到200亿年,年龄问题解决了,但要更精确,必须搞清楚宇宙微波背景辐射(CMB)。 巧合的是,阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊无意间测量到一种太空杂音,这实际上就是宇宙微波背景辐射,测量温度为2.7K,他们因此获得了诺贝尔奖,大爆炸理论也得到了最后的证实。 而拍摄来自大爆炸本身的光,没过多久就实现了,20世纪80年代,NASA专门建造了拍摄宇宙微波背景辐射的航天器,到1990年,他们获得了所有需要的数据,并公布了宇宙微波背景辐射的全貌。人类看到了有史以来最完整的宇宙微波背景辐射图像,它证实了科学家们几十年来所怀疑的一件事。 在物理学中,有一种叫做“黑体”的东西,它是一个理想化的物体,能吸收所有的光,100%吸收,所有的能量都应该由这个物体以一种完全可预测的方式重新发射出来,它的光谱应该看起来像这样。根据物体的温度,这个形状可能会改变,但对于黑体来说,总会有一个完美的理论光谱形状。 他们预测,宇宙微波背景辐射应该具有这种完美黑体的特征,而这,就是有史以来观测到的最完美的黑体,以及对宇宙如何诞生的准确描述。 又到了“但是”的环节,大爆炸理论没问题吗?不完全是,还有三个巨大的问题悬而未决。 - 第一个被称为“视界问题”。我们已经以极高的精度绘制了宇宙微波背景辐射图,并测量了整个天空的温差,它几乎是完美的,无论你看向哪里,整个信号几乎都精确地是2.7K。问题是,根本没有足够的时间,让温度从宇宙的一端传递到另一端,让所有东西达到一个完全均匀的温度。 即使以光速传播,宇宙微波背景辐射中来自宇宙两端的两个点,也绝不可能在宇宙微波背景辐射光发射前的38万年内达到热平衡,这实际上需要数万亿年。你可能会认为,如果宇宙从一开始就完全均匀,问题就解决了,但如果真是这样,我们今天就不会看到这种抽象的星系分布。 - 第二个问
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科学与迷信之猜想二 科学的猜想,宇宙是来自于奇点的大爆炸,奇点是单数,代表一,这与迷信不谋而合,迷信则认为宇宙来自于这个一。神话传说里,这个一代表着一个蛋,圣经的表述也差不多,宇宙的产生源于上帝的无聊;神话传说里,是盘古睡醒了。 科学接着猜想,这个奇点具有不可想象的能量,爆炸前它无限小,能量无限大。迷信的解释,它叫性海,也叫毗卢遮那佛莲花海世界,性海里有无数个大日如来佛。突然有一天,奇点由于未知原因爆炸了,迷信解释是劫数来临,劫数来临时发出的音流产生了震动,就是唵字音流。有个叫做元妙的被震醒了,于是他先在性海外建立居所,迷信称为依空立世界,科学暂时对此无解释,迷信可以等等科学。 科学接着又解释了,由于能量无限大,宇宙在无限地扩张,能量的密度越来越稀疏,这是科学家的猜想,还没被证实。迷信称这个行为叫生命沿着生命天河,流向未知的黑洞。科学并不能够证明世界在降维,但科学却让人的物质生活越来越好,科学在追求快,无论任何事物,越快越理想。比如高铁,飞机,火箭,宇宙飞船。 迷信却相反,迷信认为生命在顺着生命天河离家乡越来越远,能量在变得越来越稀薄。迷信反思,它不想顺流而下,当物质越来越丰富,迷信却越来越空虚;当人离家越远的时候,就越想家。迷信想起一句话,叫树高千尺,落叶归根!迷信不想时间过得太快,它不喜欢一切都那么快,比如生命。当物质极大丰富时,人觉得时间过得真快,于是科学与迷信在这里就此分手了。 科学遵循宇宙自然规律,顺着时间长河顺流而下,去探索能量的尽头、时间的尽头,甚至想加个速,给时间加个发动机,去突破每秒三十万公里的光速!迷信却想着往回走,它想在时间长河里逆流而上,但是它力量不够。迷信从奇点爆炸时一路飘下来,不停的分解自己,如今它已经没有力量往回游。于是迷信想起孔子作《易经》里的文言——同声相应,同气相求,当你想往回走的时候,就会有很多个你在你身边,在帮你往回走。 科学与迷信这哥俩背道而驰,到底何时再能相遇不得而知,也许科学突破黑洞的那一边,突然到家了?也许沿着时间长河逆流而上,才是回#科学与玄学 #科学与迷信 #vlog十亿流量扶持计划 #宇宙 #幽魂讲故事
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