宇宙大爆炸图片_宇宙大爆炸图片超清

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一切的开始-宇宙大爆炸
一切的起源是宇宙大爆炸的观点认为宇宙是突然间出现的，而且不是无尽的。直到20世纪中叶，大多数科学家仍认为宇宙是无限的，永恒的。直到爱因斯坦的广义相对论让我们更了解引力，还有埃德温·哈勃发现星系彼此远离这一同先前预测相符的运动规律。

图1. 宇宙微波背景全天图，由威尔金森微波各向异性探测器9年成果绘制
1964年，偶然间发现了宇宙背景辐射，宇宙背景辐射是早期宇宙的遗留，和其他观测证据共同使大爆炸成为公认的科学理论。此后，科技的进步，如哈勃望远镜给我们提供了宇宙大爆炸和宇宙结构的优质影像。最近的观测结果甚至意味着宇宙的膨胀正在加速。

图2. 发现号航天飞机在STS-82维修任务中拍摄的哈勃空间望远镜
但是，大爆炸是如何运作的？从无中如何能生有呢？让我们来探讨我们所知道的。现在我们可以忽略一开始的部分。首先，大爆炸并不是爆炸。它是所有的空间一瞬间伸展到每一个地方的过程。宇宙一开始是十分，非常，极其的小并且迅速扩展到足球的大小。宇宙并没有扩展进任何东西，空间只是扩展成了它自己。宇宙并不能扩展进任何东西，因为宇宙是没有边界的。根据定义，没有宇宙之“外”。宇宙就是全部。

图3. 胶子
在这个炎热的，密集的环境里，能量存在于寿命极短的粒子中。胶子破坏彼此，创造出夸克对，也许会释出更多的胶子，找到其他短寿命的夸克进行交互作用形成新的夸克对和胶子。物质和能量不只是理论上等价，在如此热的环境之下，它们几乎同样的东西。这一次，物质赢了反物质。今天，我们留下了几乎所有的物质而几乎没有反物质。十亿里的一个物质粒子是由十亿个反物质粒子所形成。为了代替一个庞大的终极力量，这里有精简的版本表示几个不同的作用法则。

图4. 电子与正子湮灭的费曼图，胶子通常是以螺旋线表示
现在，宇宙的直径拉伸到十亿公里，这导致温度下降。夸克的循环出现，转换回能量的过程突然停止。现在我们从仅有的东西开始。夸克开始形成新的粒子，强子，如质子和中子。夸克的组合可以形成各种强子，但只有极少数在任何时间内是稳定的。从大爆炸开始到现在只过去了一秒，宇宙已经伸展到1兆公里，现在已经冷却到足够让大多数中子衰变成质子并形成第一个原子，氢。

图解：自旋为1的介子所形成的九重态。
想象一下，宇宙现在是非常热的汤，有摄氏一千亿度，充满着无数粒子和能量。在接下来的几分钟，所有东西快速冷却。强子和电子形成稳定、电中性环境的原子。有些人称这时期为黑暗时代，因为没有星体，氢气不让可见光走动。但是，在还没有任何有眼睛的生物存在的时候，可见光又有什么意义？当几百万年后氢气凝结在一起，引力让它承受着巨大的压力，而星体和星系开始形成。它们的辐射溶解稳定的氢气气体成等离子体，直到今天仍然弥漫在宇宙，并且让可见光通过。最后，终于有了光！

图5. 可观测宇宙的空间尺度
好吧，但我们没有谈到的部分呢？在一开始发生了什么事？这部分可以被定义为宇宙大爆炸。我们不知道在这里发生的事情。在这里，我们的工具无法作用，自然规律停止运转，时间本身摇摇晃晃的。要了解这里发生的事情，我们需要一种理论相结合爱因斯坦的相对论和量子力学，无数的科学家正在研究。

图6. 宇宙时间表。在本图中，时间轴的方向为从左至右，宇宙的其中一个维度则予以隐藏，因此在图中的任何给定时间，宇宙会以碟状“切片”的形态显示。
我们还有许多悬而未决的问题。在我们的宇宙之前有宇宙存在吗？这是第一个也是唯一的宇宙？是什么启动了大爆炸？还是那只是基于我们还不了解的法则发生的自然现象？我们不知道，也许我们永远也不会知道。但我们知道的是，我们的宇宙在这里开始了，而从这里产生粒子，星系，星体，地球，和你。既然我们是由死星组成的，我们跟宇宙就没有距离，我们是它的一部分。你甚至可以说，我们以宇宙的方式经历它本身。所以，让我们继续体验它，直到没有更多的问题要问。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. Kurzgesagt – In a Nutshell-南北角
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生活中几乎没有什么比广袤无垠的宇宙更能激发人们的好奇心和迷恋了，在整个历史上，无论是宗教学者、革命思想家还是现代作家、宇航员，都试图解释一切事物的真正来源。

大多数科学界和学术界的主要理论是“大爆炸”，并且有大量的证据来证明这一难以置信的事件，许多人不再认为这仅仅是一个理论。但是，140亿年前没有一个人活着，我们怎么知道大爆炸真的发生了呢？
大爆炸理论：简要回顾
简单的来讲，大爆炸理论表明，我们生活在一个拥有约140亿年的永续膨胀的宇宙中，并且在存在之处，宇宙中的所有物质都从一个称为奇点的无限稠密点爆发。这种物质（亚原子粒子）是在宇宙的最初几微秒内形成的，随着它向外膨胀，花费了数十万年的时间。这些亚原子粒子形成质子，质子又被重力所束缚，形成简单的元素，最终形成恒星，星系，小行星，星云，月亮，树木，河流以及宇宙中所有其他物质。

图 1大爆炸的阶段（照片来源：tashalex/Fotolia）
“大爆炸”一词在1949年的广播中首次使用，最初是作为对该理论的批评（说话者不同意“大爆炸”概念，而是偏爱宇宙的稳态理论）。但是，早在数十年前就发现了大爆炸的明显证据，并且也被阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）等天才所普及。它已成为天文学界的主流理论，因为它解释了绝大多数在太空中观察到的现象
我们如何真正知道呢？

宇宙越来越大
有时，科学必须倒退，通过发展理论来解释观察，而不是提出假设并检验它们。大爆炸就是一个很好的例子。 当我们观察宇宙中遥远的星系和恒星时，就会出现一种奇特的模式——它们都在远离我们。这让人们相信我们处于一个不断扩展的宇宙中，并且当你将时钟拨回到“时间”的起点，这表明一切都从一个点开始，并且从那个奇异时刻开始向外扩展 （大爆炸）

图 2 扩展中的宇宙（照片来源：Phys.org）
我们知道，由于这些天体的主要“红移”，宇宙中几乎所有事物都在远离我们。 本质上，当物体远离我们（观察者）移动时，我们检测到的光波会更加伸展，使它们的颜色更红，而不是当物体向我们移动时的蓝色。

宇宙微波背景
当人们想到光时，这是一个相当狭窄的概念，因为可见光只占整个光谱的一小部分。 但是，其他形式的光，例如X射线，红外光和微波，对于天文学家和科学家检查宇宙并了解其历史是极为重要的。

图 3 可观察宇宙的宇宙微波背景（图片来源：Youtube.com）
在大爆炸的那一刻，惊人数量的能量和物质被释放出来，充满了整个宇宙（最初很小）。 在过去的138亿年中，光以统一的方式充满了整个宇宙，并且椅子还在扩展和散布。 通常，当我们检测到光线时，我们可以建立红色或蓝色偏移（如上所述），因为它来自固定的光源。 但是，我们可以检测到强度相同且从各个方向发出的微波，这表明它们从一开始就存在。 科学家恰当地称其为“宇宙微波背景”。
宇宙膨胀和引力波
从理论上讲，紧随大爆炸之后，发生了一个叫做 “宇宙膨胀”的时期。 在宇宙的这段历史中，产生了引力波和密度波。 自LIGO于2015年9月24日首次发现引力波以来，这些引力波已成为近几个月来的焦点。

图 4 图片来自：GIPHY
引力波本质上是时空结构中的波纹，并且是爱因斯坦狭义相对论的关键组成部分。 随着我们检测引力波的能力的提高，有可能在紧接大爆炸之后的几秒钟内检测到现有的波。 换句话说，我们的观察和证据继续增加，以支持大爆炸理论。
宇宙的成熟
目前的理论认为，最早的星系是在大爆炸之后大约十亿年形成的，从那时起，星系和星云的成熟导致了星系团和更大的恒星形成。 随着时间的流逝，恒星和整个星系会死亡并燃烧掉，但仍可以检测到它们的残留物。 当我们观察到宇宙的更古老的区域时，相对而言，我们看到了那些古老的星系和那些“更年轻”的星系之间的根本差异。

这表明宇宙仍在日趋成熟和变化，回顾大爆炸时代就像翻阅年鉴一样，年鉴中的物理外观随时间的变化非常明显。
还有什么奥秘吗？
尽管过去一个世纪的许多观察和发现帮助支持了“大爆炸理论”，但仍有一些方面令现代天文学家感到困惑。 例如，暗能量和暗物质的作用尚不完全清楚，但它们疑似在宇宙膨胀时对观察到的宇宙加速有帮助。 （是的，我们不仅在向外扩张，而且还在加速发展）。
还有一些争论点，例如宇宙的形状及其最终命运。 我们将永远膨胀直到消耗完所有能量（大冻结理论），还是以“大坍缩”结束，宇宙中的所有物质最终都回到奇点，重新开始整个大爆炸过程？

图 5 各种宇宙形状理论（图片来源：Mila Gligoric/Fotolia）
您可以肯定，关于“大爆炸”以及未来的前景总是会有更多的问题，但是我们每年都在寻找更多的答案。 随着我们技术的不断进步和观察结果的继续支持理论，否认生命、宇宙和一切事物的起源变得几乎变得不可能了……大爆炸才有意义！
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. sciabc- majortom
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