为什么会发生大爆炸?宇宙之外又是什么?

原创 Steven Tingay 果壳童学馆 2018-03-23

各位,下拉页面你们会发现今天的问题有两个。

上周,果酱收到了这样一个问题:宇宙之外是什么样子的?它来自来自童学馆用户,刘浩宇小朋友。

看来孩子们都对宇宙很感兴趣呢,澳大利亚的Pippi也同样问了关于宇宙的问题,果酱看过Tingay教授给出的回答后,觉得也能够解答浩宇的疑惑,于是在今天的文章中一起分享给大家。

宇宙大爆炸是怎么开始的?

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宇宙之外是什么样子?

提问者:刘浩宇,8岁,中国 山东 / Pippi,8岁,澳大利亚 堪培拉

解答者:Steven Tingay,澳洲科廷大学无线电天文学教授

翻译:职业小仙女

编辑:八荒

关于宇宙的问题,是孩子们最关心的。还会有许多孩子问:世界上真的有外星人吗?这都是很有意义的问题!

关于大爆炸

Pippi, 简而言之我们目前还不知道大爆炸是如何发生的。不得不承认,这是一个未解之谜。

大爆炸理论是关于宇宙历史的,讲述了关于时间,空间,物质,能量的历史。要知道,宇宙已经有138亿年历史了。

根据天文望远镜的观察,138亿年前的宇宙是很小的。那么宇宙是怎么变成今天这么大的呢?并且根据观测,我们发现它还在不停变大,而且扩张速度越来越快。

次毫米波阵列望远镜 图源:Flickr /Afshin Darian

依靠大型望远镜,比如阵列望远镜可以帮助科学家观察宇宙的进化过程

上百年里,经过无数科学家的观测、猜测和推理,最终我们得出了大爆炸理论,来解释宇宙的诞生以及发展历史。

简单来说,宇宙就像是一场赛跑,大爆炸则像是发令枪一样。一声枪响后,所有物质就开始疯狂的远离起点,向各个方向跑出去,而引力(就是把我们吸引在地球上的那种力)则负责把它们往回拉。

大爆炸发生的第一秒内,宇宙极速扩张,然后扩张速度逐渐减慢。几万年之后,最简单的原子——氢原子形成了,之后氢原子又合成了恒星和银河系。

几十亿年之后,恒星中的物质形成了地球(还有人类)。想象一下,你身体中任何一个比氢原子高级的原子都是138亿年前某颗星星在某个时刻产生的,是不是很奇妙呢!

物质的赛跑?想象一下烟花爆炸的样子 图源:Flickr / Jamie

大爆炸理论与我们目前观测的情况是吻合的,所以目前大多数科学家都将大爆炸理论看做是最贴近真实的宇宙历史。

然而,这个理论并非完美无缺。比如,宇宙为什么在扩张第一秒如此之迅速而后减速呢?为什么现在宇宙扩张速度加快了?为什么宇宙之中天然带有某些力量?以及你的问题,宇宙大爆炸是如何开始的?这些我们还不得而知。

大爆炸理论的建立耗时上百年,期间花费了大量时间改善和完善。关于大爆炸是如何开始的的,科学家们有过很多猜想,但这些猜想必须与我们的观测情况相吻合,才能去进一步证实。

宇宙之外是什么

关于宇宙,未解之谜还有很多很多。比如,宇宙有多大?宇宙之外又是什么?

目前科学家认为,宇宙中运动速度最快的是光,1秒钟就可以绕地球7圈多。所以我们可以用光速来衡量宇宙的大小。

想象你是一道光,从地球出发,8分钟就可以到太阳,这时候地球已经变成众多繁星中的一颗啦。再过两年,就飞出了太阳系。

离开太阳系后路途就开始变得遥远了,你需要再飞差不多3万年的时间,才能走到银河系的中心,再飞10万年,才能够离开银河系,而银河系也不过是宇宙中大约一千亿个星系的其中之一。

在帕瑞纳天文台的夜空中观赏到的银河系核心

图源:ESO/Y. Beletsky CC BY 3.0

套用一句天文学家卡尔萨根的话:“太空中的星星比地球上所有沙滩上的沙粒总和还要多。” 我们人类就像是一粒小到看不见的,漂浮在宇宙中的灰尘。

然而更震撼的是,由于人类目前的能力还很有限,我们能够观测到的仅仅是宇宙的一小部分,我们叫做“可观测宇宙”。而整个宇宙的大小,科学家们也仅仅只能靠推测,有人认为可能至少是“可观测宇宙”的250倍大小

现在回到我们最开始的问题:“宇宙之外是什么?”没有任何人能够解答,我们甚至连宇宙的边儿还看不到呢。

不过有科学家根据理论推理认为,在我们的宇宙之外,还可能存在许多其他的宇宙,比如多重宇宙论和平行宇宙论。


未来将是一段激动人心的未知之旅!

随着科学家的不断努力,先进的技术可以帮助我们建造出拼凑宇宙碎片(比原子还要小的宇宙物质)的机器,让我们了解大爆炸开始之后宇宙的情况。

我们也已经制出强大的造新型望远镜,可以更细致地观测恒星和银河系了!有了这些设备,我们就可以判断哪些假设是正确的,哪些人错误的了。相信终有一天我们可以揭开宇宙的谜团。

迸发出新想法只是一瞬间的事,而验证一个新的假设则需要耗费数年时间。

但不管如何,提出新想法总是令人激动和欣喜的!我们将需要很多很多热爱研究宇宙的人帮我们解开谜团,希望你以后也能够成为我们的一员!


之前有不少用户问果酱

“卖不卖天文望远镜呀”

今天就给大家推荐果壳商店的这款

进阶赤道仪天文望远镜

(注意,使用这款望远镜需要有一定的天文知识基础哦)

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