大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,英文说法为Big Bang,也称为大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论。
大爆炸理论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。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。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(见元素合成理论)。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,再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。
大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实:
a)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下降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。
b)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。
c)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有如此多的氦。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。
d)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。
按照大爆炸理论,宇宙是150亿年前从一个极小的点诞生的,从那里诞生了时间和空间、质量和能量,从而由物质小微粒聚集成大团的物质,最终形成星系、恒星和行星等。在大爆炸发生前,宇宙中没有物质,没有能量,甚至没有生命。
但是,大爆炸理论无法回答现在的宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样,或者说发生这次大爆炸的原因是什么?按照大爆炸理论,宇宙没有开端。它只是一个循环不断的过程,从大爆炸到黑洞的周而复始,便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程。
这只是一个设想,并不是一个完美的理论。
大爆炸理论虽然并不成熟,但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键就在于目前有一些证据支持大爆炸理论,比较传统的证据如下所示:
a)红位移
从地球的任何方向看去,遥远的星系都在离开我们而去,故可以推出宇宙在膨胀,且离我们越远的星系,远离的速度越快。
b)哈勃定律
哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。
navys9982008说的基本不错,但是不知道你的“按照大爆炸理论,宇宙没有开端。它只是一个循环不断的过程,从大爆炸到黑洞的周而复始,便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程”是从哪里得来的?
大爆炸理论没有谈到过“大爆炸到黑洞”的过程,你的述说中也只是讲到爆炸的情况直到现在有是可以观察到。怎么突然冒出个“大爆炸到黑洞的周而复始”的论点?
在大爆炸理论被广泛接受之后,有人提出大爆炸的“续集”,认为是大爆炸到黑洞的周而复始。我的几个印度同学都这么认为,问他们是什么根据,他们就说宇宙应该是轮回的,从而符合佛教的思想。但是科学家至今没有找到任何一个现象可以支持这个轮回的观点。倒是找到了不少支持大爆炸的证据。
黑洞现在已经观察到了,如果是大爆炸到黑洞是周而复始,显然现在不应该有黑洞,因为现在所观察到的宇宙还是在膨胀。
大爆炸理论是说爆炸从体积为0,质量为无穷大的一点开始的,(点是没有体积的)。爆炸了以后才有我们现在这三度空间的宇宙和时间。大爆炸承认在爆炸的最初一段时间里,我们现在的一切理论和知识都不适用。大爆炸没有谈到为什么会有爆炸,也没有谈到爆炸之前是什么。按照大爆炸理论,没有爆炸“前”这个说法,因为前后是要用时间来决定的,既然时间是从大爆炸才开始,怎么会有“前”呢?如果有“前”的话,时间也在大爆炸前就有了。
对于绝大部分人来说,没有时间的概念是很难接受的;这与体积为0,质量为无穷大一样难接受。但是又有多少中国人会在文化革命的时代能接受中国会有今天这样的经济制度呢?
简单的说就是,这一理论认为宇宙在原初状态时时一个高能高热的球,发生爆炸后者个球的“壁”迅速向后退就形成了宇宙。