宇宙科普短文

大爆炸宇宙学

现代宇宙学中最有影响的一种学说。与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密 到稀地演化。这一从冷到热从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。根据 大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在 100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有 中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整 个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子 开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等 元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度 后，早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子 和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气 态物质，气体逐渐凝聚成气云，在进一步形成各种各样的恒星体系，成为我 们今天看到的宇宙。大爆炸模型能统一说明以下几个观测事实：
1大爆炸理 论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温 度至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明 了这一点。

2观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成 正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。

3在各种 不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30％。用恒星核反应机制不足以 说明为什么又如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效 率也很高，则可以说明这一事实。

4根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以 具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言 今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。1965年，果然在微波波段上 探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度大约为3K。这一结果无论在定 性上或者定量上都与大爆炸理论的预言相符。但是，在星系的起源和各向同 性分布等方面，大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。