北京(jing)时间(jian)7月15日消息(xi),据(ju)美国生活(huo)科(ke)学网(wang)站(zhan)报(bao)道,大约138亿年前(qian),我们(men)就(jiu)知道宇宙(zhou)开始(shi)诞生了,这个时刻被称(cheng)为大爆炸,当(dang)时太空自(zi)身快速开始(shi)膨胀(zhang),现(xian)在可观(guan)测的宇宙(zhou)直径达到(dao)930亿光年,并且仍不断膨胀(zhang)。

  关(guan)于大(da)爆(bao)炸有(you)许多问(wen)题,尤其是(shi)在大(da)爆(bao)炸之(zhi)前(qian)发生了什么(如果有(you)的话)?目前(qian)科学(xue)家(jia)的确知道一(yi)些(xie)事情,以下是(shi)关(guan)于宇宙起源的7个重大(da)发现:

  1、宇宙不断在膨胀

  直到1929年,宇(yu)(yu)宙(zhou)起(qi)源(yuan)仍完全(quan)笼罩在神话和理论之中(zhong),同年,一位名(ming)叫埃(ai)德温·哈勃(Edwin Hubble)的天文学家(jia)发现(xian)一些非常重要的宇(yu)(yu)宙(zhou)现(xian)象,这将为理解宇(yu)(yu)宙(zhou)历史开辟新(xin)途径——整个宇(yu)(yu)宙(zhou)都(dou)处于膨胀。

  哈勃通过“红(hong)移(yi)(yi)”观测到宇宙不断(duan)地膨(peng)胀(zhang),红(hong)移(yi)(yi)是指在(zai)(zai)非常遥(yao)远的(de)星系看到向更长、红(hong)色波长光线方向移(yi)(yi)动(dong)的(de)现(xian)象,通常情况(kuang)下,物体越(yue)遥(yao)远,红(hong)移(yi)(yi)越(yue)明(ming)显。他还发现(xian),在(zai)(zai)遥(yao)远的(de)星系中,红(hong)移(yi)(yi)随距离呈(cheng)线性(xing)增加(jia),这表明(ming)宇宙并(bing)非静(jing)止,它的(de)任何区域(yu)都不断(duan)膨(peng)胀(zhang)。

  美(mei)国(guo)宇航局(ju)表示,哈(ha)勃(bo)能够计(ji)算(suan)出宇宙(zhou)膨胀速(su)率,它被(bei)称(cheng)为哈(ha)勃(bo)常数,这项发现使(shi)科学家能够推断宇宙(zhou)曾经被(bei)压缩成一(yi)个(ge)小点,这就是(shi)大(da)爆(bao)炸膨胀的(de)第一(yi)时刻。

  2、宇宙微波背景辐射

  1964年5月,贝尔(er)电话(hua)实验室研究员阿诺·彭齐亚斯(si)(Arno Penzias)和罗伯特·威尔(er)逊(Robert Wilson)在新(xin)泽西州研制一种(zhong)新(xin)无(wu)线电接(jie)受(shou)器。他(ta)们的(de)天线不断(duan)接(jie)收到一种(zhong)奇怪的(de)嗡嗡声,似乎来自于任(ren)何(he)太空区(qu)域,他(ta)们认为这(zhei)可能是设备里的(de)鸽(ge)子,但是移走鸟巢(chao)并没有(you)任(ren)何(he)改变,减(jian)少其他(ta)干扰(rao)的(de)尝试(shi)也未奏效(xiao)。最后,他(ta)们意(yi)识到可能发(fa)现某(mou)些真实的(de)现象(xiang)。

  研究结果显示,他们探测到(dao)宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)中(zhong)第一束光(guang)(guang)——宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)微波(bo)背景辐射。这种(zhong)辐射可(ke)追溯至大爆炸后38万(wan)年,当(dang)时宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)冷却到(dao)足以(yi)让光(guang)(guang)子(构成光(guang)(guang)线(xian)的波(bo)状粒子)自由运行。这一发现为大爆炸理(li)论和宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)膨(peng)胀(zhang)速度(du)超过光(guang)(guang)速的观(guan)点(dian)提(ti)供了支持,因(yin)为宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)背景非常均匀,表明从一个小点(dian)开始,任何事(shi)物都在平稳膨(peng)胀(zhang)。

  3、天空地图

  科学(xue)家发现宇(yu)宙(zhou)(zhou)微波背景辐射(she)为了解(jie)宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)起源打(da)开一扇窗户。1989年,美国宇(yu)航局(ju)发射(she)一颗(ke)卫星(xing)——“宇(yu)宙(zhou)(zhou)背景探测器(COBE)”,它测量了背景辐射(she)的(de)(de)微小(xiao)变(bian)化。美国宇(yu)航局(ju)指出,这(zhei)是宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)“婴儿图像”,呈现膨胀宇(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong)一些最初的(de)(de)密度(du)变(bian)化。这(zhei)些微小(xiao)变(bian)化可(ke)能促使星(xing)系和真空(kong)的(de)(de)出现,形成现今我们看到的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)星(xing)系网络。

  4、宇宙膨胀的直接证据

  宇宙(zhou)微(wei)波(bo)背(bei)景(jing)也使研(yan)究人(ren)员找(zhao)到了膨胀(zhang)的(de)(de)“确凿证据”——大(da)爆炸时发生比光速(su)(su)还(hai)快的(de)(de)大(da)规模(mo)(mo)膨胀(zhang)。尽管爱(ai)因斯坦的(de)(de)狭义相(xiang)对论(lun)认为,没(mei)有什么比光在太空(kong)中传播得更快,但这项研(yan)究并(bing)不(bu)与狭义相(xiang)对论(lun)相(xiang)悖——空(kong)间自身处于(yu)膨胀(zhang)之(zhi)中。2016年,物理学家(jia)宣称,他们在宇宙(zhou)微(wei)波(bo)背(bei)景(jing)中发现一(yi)(yi)种(zhong)特殊的(de)(de)偏(pian)振(zhen)或(huo)者方向性,这种(zhong)偏(pian)振(zhen)叫做“B模(mo)(mo)式(shi)”。B模(mo)(mo)式(shi)偏(pian)振(zhen)是大(da)爆炸产(chan)生引力(li)波(bo)的(de)(de)第一(yi)(yi)直(zhi)接证据,引力(li)波(bo)的(de)(de)产(chan)生是由(you)于(yu)空(kong)间中大(da)量物质加速(su)(su)或(huo)者减速(su)(su),发现的(de)(de)第一(yi)(yi)个引力(li)波(bo)来自黑洞碰(peng)撞,B模(mo)(mo)式(shi)偏(pian)振(zhen)为直(zhi)接探测早期宇宙(zhou)膨胀(zhang)提供(gong)了一(yi)(yi)种(zhong)新方法(fa),或(huo)许还(hai)能找(zhao)出(chu)是什么原因推动(dong)宇宙(zhou)膨胀(zhang)。

  5、迄今未发现额外维度空间

  引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)(bo)发现的(de)(de)一个(ge)(ge)结果(guo)(guo)是(shi)(shi),它使科(ke)学(xue)(xue)家能(neng)够在(zai)(zai)通常的(de)(de)3个(ge)(ge)维(wei)度(du)空间之外寻(xun)找其(qi)它维(wei)度(du)。依据理(li)论学(xue)(xue)家的(de)(de)观点,引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)(bo)应该能(neng)够穿(chuan)越到(dao)未知(zhi)维(wei)度(du),前提(ti)是(shi)(shi)这(zhei)些维(wei)度(du)的(de)(de)确存(cun)在(zai)(zai)。2017年10月,科(ke)学(xue)(xue)家探测到(dao)两颗中(zhong)子星碰撞产(chan)生的(de)(de)引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)(bo),他们(men)测量了引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)(bo)从恒星传播(bo)至地球的(de)(de)时间,未发现任何超维(wei)度(du)遗(yi)留下来的(de)(de)证据。这(zhei)项(xiang)研究结果(guo)(guo)发表(biao)在(zai)(zai)2018年7月份发表(biao)的(de)(de)《宇宙学(xue)(xue)和天体(ti)粒子物理(li)学(xue)(xue)杂(za)志》上,研究结果(guo)(guo)表(biao)明(ming),如(ru)果(guo)(guo)宇宙中(zhong)还存(cun)在(zai)(zai)其(qi)它维(wei)度(du)空间,它们(men)都是(shi)(shi)非常微(wei)小(xiao)(xiao)的(de)(de),只会(hui)影响到(dao)宇宙中(zhong)小(xiao)(xiao)于1.6公里大(da)小(xiao)(xiao)的(de)(de)区域(yu)。这(zhei)意味着弦(xian)理(li)论(假设(she)宇宙是(shi)(shi)由微(wei)小(xiao)(xiao)振(zhen)动弦(xian)组成,并且预测存(cun)在(zai)(zai)至少10个(ge)(ge)微(wei)小(xiao)(xiao)维(wei)度(du)空间)仍然可能(neng)是(shi)(shi)正确的(de)(de)。

  6、宇宙膨胀加速……

  物理(li)学最(zui)奇(qi)怪的(de)(de)(de)(de)一个发(fa)现就是宇(yu)宙不仅在(zai)膨(peng)胀(zhang),而且处于加(jia)(jia)速(su)膨(peng)胀(zhang)状(zhuang)态。这(zhei)(zhei)一发(fa)现可以追溯至1998年(nian),当时物理(li)学家(jia)宣称了几个长(zhang)期(qi)运行的(de)(de)(de)(de)项目结果,测(ce)(ce)量(liang)(liang)了Ia型超新(xin)星(xing)(xing),这(zhei)(zhei)是一种(zhong)质(zhi)量(liang)(liang)特别重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)超新(xin)星(xing)(xing),这(zhei)(zhei)几位物理(li)学家(jia)也因此获得(de)了2011年(nian)诺贝尔奖。他(ta)们(men)揭晓了这(zhei)(zhei)些(xie)最(zui)遥远的(de)(de)(de)(de)超新(xin)星(xing)(xing)释放的(de)(de)(de)(de)光线比预期(qi)更弱,这(zhei)(zhei)些(xie)微弱光线表明(ming)空间仍在(zai)不断膨(peng)胀(zhang)之中。科学家(jia)认为宇(yu)宙加(jia)(jia)速(su)膨(peng)胀(zhang)的(de)(de)(de)(de)驱动(dong)力是“暗能(neng)量(liang)(liang)”,这(zhei)(zhei)是宇(yu)宙一种(zhong)神秘力量(liang)(liang),占据宇(yu)宙能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)68%。暗能(neng)量(liang)(liang)似乎对宇(yu)宙起源(yuan)理(li)论与当前正(zheng)在(zai)进行的(de)(de)(de)(de)观测(ce)(ce)至关重(zhong)(zhong)要,例(li)如:美国宇(yu)航局“威尔金森(sen)各向异(yi)性探测(ce)(ce)器(WMAP)”所进行的(de)(de)(de)(de)观测(ce)(ce),该探测(ce)(ce)器迄今绘制了最(zui)精确的(de)(de)(de)(de)宇(yu)宙微波背景图。

  7、宇宙膨胀甚至比预期更快……

  2019年(nian)(nian)哈勃(bo)望远镜(jing)发布的最新结(jie)(jie)果使宇(yu)宙(zhou)膨胀(zhang)(zhang)谜团变得(de)更加扑朔(shuo)迷离。哈勃(bo)望远镜(jing)测量结(jie)(jie)果表明(ming),宇(yu)宙(zhou)膨胀(zhang)(zhang)速(su)(su)度(du)比(bi)(bi)之前(qian)观测结(jie)(jie)果快(kuai)9%。美(mei)国宇(yu)航(hang)局表示,对于星系而(er)言,距(ju)离地球(qiu)每330万光年(nian)(nian),由于宇(yu)宙(zhou)的膨胀(zhang)(zhang)扩张,每秒(miao)(miao)会(hui)多移(yi)动74公里,这(zhei)个数字表明(ming)宇(yu)宙(zhou)膨胀(zhang)(zhang)速(su)(su)度(du)比(bi)(bi)之前(qian)预期6意味着每秒(miao)(miao)74公里的速(su)(su)度(du)比(bi)(bi)之前(qian)计(ji)算预测更快(kuai),比(bi)(bi)之前(qian)预测的宇(yu)宙(zhou)膨胀(zhang)(zhang)速(su)(su)度(du)67公里/秒(miao)(miao)快(kuai)9%。

  为什(shen)么(me)这对于宇宙(zhou)(zhou)起源至关重(zhong)(zhong)要呢?因为物理(li)学家(jia)肯定(ding)遗漏什(shen)么(me),据美(mei)国宇航(hang)局称,在(zai)宇宙(zhou)(zhou)大爆(bao)(bao)炸期间和之后(hou)不久,可能(neng)有(you)3次(ci)独(du)立的(de)暗(an)能(neng)量(liang)(liang)“爆(bao)(bao)发(fa)”。这些爆(bao)(bao)发(fa)事件为我(wo)们(men)现今(jin)看(kan)到的(de)宇宙(zhou)(zhou)奠定(ding)了(le)基础,第(di)一(yi)次(ci)暗(an)能(neng)量(liang)(liang)爆(bao)(bao)发(fa)可能(neng)开始于宇宙(zhou)(zhou)初始膨(peng)(peng)胀;第(di)二次(ci)暗(an)能(neng)量(liang)(liang)爆(bao)(bao)发(fa)可能(neng)发(fa)生的(de)更快,就(jiu)像一(yi)只(zhi)脚重(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)地踩在(zai)宇宙(zhou)(zhou)加速(su)油门上,导致宇宙(zhou)(zhou)膨(peng)(peng)胀的(de)速(su)度比之前认(ren)为的(de)更快;第(di)三次(ci)暗(an)能(neng)量(liang)(liang)爆(bao)(bao)发(fa)可能(neng)解释了(le)现今(jin)宇宙(zhou)(zhou)的(de)加速(su)膨(peng)(peng)胀。

  以上(shang)预测(ce)还(hai)没有(you)得(de)到证实,但是科学家正在(zai)(zai)积极探索验(yan)证。美国德克(ke)萨斯大学奥斯汀·麦克(ke)唐纳天文台的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究人(ren)员正在(zai)(zai)使用一种(zhong)最新升级的(de)(de)(de)仪器(qi)——霍(huo)比·埃伯(bo)利(li)望远(yuan)镜,直(zhi)接寻找(zhao)暗(an)能(neng)(neng)量存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)证据。这项名为“霍(huo)比·埃伯(bo)利(li)暗(an)能(neng)(neng)量望远(yuan)镜实验(yan)(HETDEX)”的(de)(de)(de)项目,正在(zai)(zai)测(ce)量110亿光年之(zhi)遥星系(xi)释(shi)放的(de)(de)(de)微弱光线,这将使研(yan)(yan)究人(ren)员能(neng)(neng)够(gou)看到宇宙加速度随时间(jian)的(de)(de)(de)任(ren)何变化。他们还(hai)研(yan)(yan)究40万年前宇宙产(chan)生的(de)(de)(de)干扰(rao)回波,它们是宇宙大爆炸之(zhi)后构成宇宙万物的(de)(de)(de)稠密粒子(zi)汤(tang)中形成的(de)(de)(de),这将揭晓宇宙膨胀的(de)(de)(de)秘密,并解释(shi)促使宇宙膨胀的(de)(de)(de)暗(an)能(neng)(neng)量。