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颠覆大爆炸理论韦伯望远镜看到不该有的东西

来源:水星 时间:2024/9/17
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现代科学认为,我们的宇宙诞生于亿年前。在那个遥远的年代,一个奇点经历了轰烈的的大爆炸,这个奇点具有无边界的质量、能量、热量和密度,而体积却无限小。当它爆炸的一瞬间,宇宙以惊人的速度向四周膨胀,经过漫长的亿年,宇宙终于演化为我们现在所看到的浩瀚宇宙。#宇宙大爆炸#

宇宙中的所有天体都是在这次大爆炸后逐渐形成。我们目之所及的恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等,都是宇宙大爆炸后的产物。我们的地球就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中,共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。而在海王星的外面,还有一颗名为冥王星的星球,曾经它也属于一颗行星,然而由于科学家认为冥王星的体积和质量过小,它被移除了行星的行列。

地球是太阳系八大行星中的独一无二,因为它是唯一一个孕育生命的星球。科学家深入研究后发现,地球之所以能够孕育生命,是因为它满足了一些基本条件,包括适宜的温度、充足的空气和丰富的水资源。如果一颗行星具备这些条件,那么它诞生生命的可能性就大大增加。

为了追寻外星生命,科学家们付出了巨大的努力。他们发射了许多探测器,建设了大型望远镜,例如韦伯望远镜。原计划是在年发射韦伯太空望远镜,预算为5亿美元。然而,经过多年的研制和修改,它最终在年年底成功发射升空,至此已花费了亿美元,相当于3个卡西尼号和18辆机遇号火星车的价值。

这笔费用相当于中国成立太空项目至神舟11号发射的全部费用24年之和,可见其昂贵程度。韦伯太空望远镜是最大的红外空间望远镜,口径6.5米,尽管最初设计为8米,但由于预算问题而被迫缩小。然而,这并未影响其观测能力,甚至可以说它的观测要求达到了观测宇宙大爆炸第一缕光线的最低标准。

韦伯望远镜的镜面由18块正六边形镜面拼接而成,质量很轻。为了增加反射光,镜面还镀了一层金,厚度只有纳米,相当于人头发厚度的分之一。光是涂这个表面就花费了工程师6年的时间。每块镜面后面都装有7个马达,以便能够做到10纳米精度的镜片调整。

韦伯望远镜不仅采用拼接式结构,还具备折叠式望远镜的特点。为了能够装载到发射火箭中,它必须像折叠伞一样被折叠起来。韦伯望远镜的升空标志着人类对太空探索进入了一个全新的时代。

追踪宇宙现象,探索宇宙历史和太阳系未来,一直是人类科学发展的难题。因为太空环境复杂,充斥着各种电磁波和高能粒子,地球又有大气层和磁场的限制,仿佛成了一座信息孤岛。因此,想要获取更多的宇宙信号,望远镜必须超越地球的束缚,飞向遥远的太空中。

然而,距离地球万公里的韦伯望远镜,其运行轨道之遥远,使得维护几乎成为不可能。因此,在升空之前,所有可能遇到的问题都必须提前解决。为了调整光学系统,韦伯太空望远镜配备了个小型电机,借此在太空中精确运作。

韦伯望远镜利用红外线观测技术,突破了传统光学望远镜的限制。只要目标物体的温度足够高,就会发出红移现象,让韦伯望远镜能够观测到那些隐藏在黑暗中的系外行星。这是光学望远镜无法比拟的优势。

科学家们通过韦伯望远镜的观测数据,逐渐揭开了宇宙的神秘面纱。他们对系外行星的探索,也在不断拓展人类对宇宙的认知。然而,这只是一小步的跨越,宇宙的奥秘无尽无休,人类探索宇宙的旅程,还将继续在未来的岁月中延伸。

韦伯望远镜的独特之处在于其运行轨道位于太阳和地球系统的拉格朗日点L2上,距离地球约万公里。通过其观测,科学家们得以见证宇宙的全新面貌,并传回了第一批全彩宇宙图像和光谱数据。在首批公布的五张照片中,韦伯望远镜展示了一个46亿年前的星系团,揭示了太阳诞生的历史性时刻。此次升空的主要目的有四个:第一,观测宇宙大爆炸后形成的第一批恒星和星系;第二,研究星系的起源和演化;第三,研究恒星和行星系统的起源;第四,探索行星系统和生命起源的奥秘。

根据科学家的最新数据分析,亿年前的宇宙大爆炸似乎并未发生,这一发现无疑让人们感到惊讶。在《arXiv》杂志上发表的一项新研究中,科学家AllosonKirkpatrick甚至表达了担忧,他曾发现自己凌晨三点醒着躺在床上,怀疑自己的一切是否正确。

这个疑问相信很多读者也会产生,为什么科学家的反应会如此强烈?其实,宇宙大爆炸理论是人类目前认可度最高的理论之一。科学家认为,在宇宙的早期,所有物质之间的距离非常近,辐射的波长更短、能量更高、温度也会更高。当我们回溯遥远的过去,现存的有机分子和构成有机分子和岩石行星的重元素都不会存在,甚至在某个阶段,宇宙中还没有形成任何恒星和星系。这个理论颠覆了我们对于宇宙形成过程的传统认知,让我们对自身的存在和宇宙的本质有了更深入的思考。

回望宇宙的过去,当温度达到一定程度,中性原子无法形成,因为高能辐射能够电离任何中性原子。而在中性原子之前,高温甚至可以将原子核分离,形成一片由质子和中子组成的粒子海洋。甚至在温度更高、密度更大的状态下,质子和中子也会被分解成夸克和胶子,这时高能量的辐射粒子碰撞后可以自发地产生等量的物质和反物质。

宇宙大爆炸并不是科学家凭空猜测出来的,而是在上世纪60年代,科学家利用宇宙微波背景辐射的发现和氢元素丰度的确定,让人们更加确信宇宙大爆炸的理论。按照这个理论,宇宙最初只是一个能量奇点。

根据一般理论,这个奇点没有空间,宇宙半径尺寸接近于零,但它却集结了宇宙中所有的物质和能量,被看作是一个密度无限大、热量无限大、温度无限高、体积无限小的点。就这样,宇宙中所有的物质和能量都挤压在这样一个高压环境中。而在奇点发生爆炸的一瞬间,所有的物质和能量被释放了出来,目前在宇宙中的物质粒子都是在宇宙大爆炸之后的4分钟内形成的。

科学家通过三种现象确定出宇宙诞生于大爆炸。首先,宇宙背景辐射的发现显示了宇宙大爆炸后残余的微波辐射。其次,观测到了远离彼此的星系和星系团,这表明宇宙在不断地膨胀。最后,通过测量氢元素的丰度,确定出宇宙中的物质和反物质是不对称的,这暗示了宇宙大爆炸中出现了某种物理过程,使得物质多于反物质。

证据一:哈勃红移

在20世纪初期,埃德温·哈勃在研究星系时发现了红移现象,这表明这些星系正在远离我们。他因此提出了一个大胆的猜想:我们的宇宙正在不断膨胀。当时,这个理论让很多科学家难以置信,甚至连著名的科学家爱因斯坦也不相信。但是,后来科学家的研究证实了哈勃的理论,这也促使爱因斯坦放弃了宇宙常数的观念。

据这个理论证明,远处的星系以高速远离我们,且各个方向都一致。根据宇宙的膨胀速度和年龄计算,宇宙是起源于一个无限小的奇点。这个奇点拥有巨大的能量,以至于空间无法承受它的存在,最终导致了它的爆炸。

证据二:宇宙微波背景辐射

在20世纪60年代,美国科学家彭齐亚斯和R.E.威尔逊因为一项重大发现而荣获诺贝尔物理学奖,即宇宙微波背景辐射的发现。这项发现证实了大爆炸学说的一个预言,即宇宙在极高的温度下逐渐降温,直到现在达到极低温度。根据大爆炸理论,亿年前的宇宙处于极高的温度,经过了亿年的膨胀冷却,温度已经变得很低。然而,大爆炸发生后应该还残留着辐射,这个背景辐射也已经被科学家观测到,其温度约为2.7K。

证据三:宇宙元素丰度

科学家的研究表明,宇宙中的元素是由轻元素逐渐转变为重元素的。与早期天体中的元素丰度进行对比后,发现宇宙中的元素丰度与大爆炸理论完美契合。值得一提的是,氢元素和氦元素的年龄几乎与宇宙同龄,而它们正是在宇宙大爆炸时形成的。

科学家认为,在宇宙大爆炸的早期,温度非常高,宇宙中主要是高能电磁波。这些高能电磁波会相互碰撞和湮灭,每10亿对正反粒子还会发生湮灭,留下一个正物质粒子。在此之后,宇宙中留下了大量的质子、中子和电子。这些发现为人们了解宇宙的起源和演化提供了重要的线索,同时也证实了大爆炸理论对于宇宙早期的高能环境和元素形成的描述。

在中子质量较大且非常不稳定的情况下,中子数量并不如质子那么多。在宇宙大爆炸后的38万年,宇宙温度逐渐下降至开尔文,光子开始在宇宙中传播,原子也开始形成。两个质子、两个中子和两个电子可以形成一个氦原子。科学家的计算表明,氢原子和氦原子的比例为3比1,这表明宇宙中的主要元素是氢和氦。这些迹象让科学家们坚信,我们的宇宙起源于大爆炸。

科学家利用韦伯望远镜探索宇宙,发现了编号为GHz2的星系。这个星系的直径估计只有光年,但它的光却经历了长达亿光年的旅途才到达我们这里。这使得它的表面亮度达到了宇宙中最亮星系的倍,密度则是现在星系的数万倍。然而,根据观测数据,遥远的星系并不呈现出各种各样的形状,也没有发生大量的碰撞。相反,大多数星系似乎都有平滑的星系盘和明显的螺旋结构。这引发了一个问题:我们的宇宙真的起源于大爆炸吗?

奇点是如何产生的呢?在现有的物理学中,根本不存在无限大或无限小的物质。但是由于奇点过于神秘,科学家只能用“无限”这个词来代替。目前,科学家们正在积极探索奇点的奥秘。根据韦伯望远镜观测到的数据,在早期的宇宙中,已经出现了大量发育完全的星系,像银河系这样的星系不在少数。然而,在如此短暂的时间内,它们显然来不及形成。如果这个理论是正确的,那么这种情况出现的可能性就有两个:一是宇宙大爆炸的时间比我们预计的要早;二是宇宙并不是诞生于大爆炸。如果宇宙大爆炸理论是错误的,那么人类物理学将会受到挑战,几百年来人类的努力都将付诸东流。毕竟,现在科学家探索宇宙基本上是按照大爆炸理论进行的。

宇宙如海洋般浩瀚无垠,藏匿着无数未解之谜。人类,作为地球上最智慧的生命,自诞生以来就不断探索着世界的奥秘。如今,我们已能够走出地球的束缚,踏入宇宙的深渊,这展示了人类科技发展的迅猛速度。然而,我们的认知还仅仅停留在表面,对于宇宙的真正起源,我们仍一知半解。

想要揭开这个奥秘,最好的方法就是亲自飞到宇宙的边缘,看看宇宙的外面究竟隐藏着什么。然而,以目前人类的飞行速度,甚至无法飞出太阳系,要找到宇宙的边缘,无疑是一项艰巨的挑战。

我衷心希望人类能够实现自己的梦想,早日揭示宇宙的奥秘,并在其中长久地发展。对此,大家有何感想呢?难道我们只能束手无策,任由宇宙的神秘面纱继续笼罩在我们之上吗?还是我们将勇往直前,追求真理,直到揭开宇宙的最后秘密?

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