美國物理學家什麼等提出了大宇宙爆炸模型

Ⅰ 宇宙大爆炸

宇宙大爆炸(Big Bang)僅僅是一種學說，是根據天文觀測研究後得到的一種設想。 大約在150億年前，宇宙所有的物質都高度密集在一點，有著極高的溫度，因而發生了巨大的爆炸。大爆炸以後，物質開始向外大膨脹，就形成了今天我們看到的宇宙。大爆炸的整個過程是復雜的，現在只能從理論研究的基礎上描繪過去遠古的宇宙發展史。在這150億年中先後誕生了星系團、星系、我們的銀河系、恆星、太陽系、行星、衛星等。現在我們看見的和看不見的一切天體和宇宙物質，形成了當今的宇宙形態，人類就是在這一宇宙演變中誕生的。

【觀點提出過程】

人們是怎樣能推測出曾經可能有過宇宙大爆炸呢？這就要依賴天文學的觀測和研究。我們的太陽只是銀河系中的一兩千億個恆星中的一個。像我們銀河系同類的恆星系 —— 河外星系還有千千萬萬。從觀測中發現了那些遙遠的星系都在遠離我們而去，離我們越遠的星系，飛奔的速度越快，因而形成了膨脹的宇宙。

對此，人們開始反思，如果把這些向四面八方遠離中的星系運動倒過來看，它們可能當初是從同一源頭發射出去的，是不是在宇宙之初發生過一次難以想像的宇宙大爆炸呢？後來又觀測到了充滿宇宙的微波背景輻射，就是說大約在137億年前宇宙大爆炸所產生的餘波雖然是微弱的但確實存在。這一發現對宇宙大爆炸是個有力的支持。

宇宙大爆炸理論是現代宇宙學的一個主要流派，它能較滿意地解釋宇宙學的一些根本問題。宇宙大爆炸理論雖然在20世紀40年代才提出，但20年代以來就有了萌芽。20年代時，若干天文學者均觀測到，許多河外星系的光譜線與地球上同種元素的譜線相比，都有波長變化，即紅移現象。

到了1929年，美國天文學家哈勃總結出星系譜線紅移星與星系同地球之間的距離成正比的規律。他在理論中指出：如果認為譜線紅移是多普勒效果的結果，則意味著河外星系都在離開我們向遠方退行，而且距離越遠的星系遠離我們的速度越快。這正是一幅宇宙膨脹的圖像。

1932年勒梅特首次提出了現代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個「原始原子」中，後來發生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。美籍俄國天體物理學家伽莫夫第一次將廣義相對論融入到宇宙理論中，提出了熱大爆炸宇宙學模型：宇宙開始於高溫、高密度的原始物質，最初的溫度超過幾十億度，隨著溫度的繼續下降，宇宙開始膨脹。

大爆炸理論是關於宇宙形成的最有影響的一種學說，大爆炸理論誕生於20世紀20年代，在40年代得到補充和發展，但一直寂寂無聞。 40年代美國天體物理學家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理論。該理論認為，宇宙在遙遠的過去曾處於一種極度高溫和極大密度的狀態，這種狀態被形象地稱為「原始火球」。所謂原始火球也就是一個無限小的點，現在的宇宙仍會繼續膨脹，也就是無限大，有可能宇宙爆炸的能量散發到極限的時候，宇宙又會變成一個原始火焰即無限小的點以後，火球爆炸，宇宙就開始膨脹，物質密度逐漸變稀，溫度也逐漸降低，直到今天的狀態。這個理論能自然地說明河外天體的譜線紅移現象，也能圓滿地解釋許多天體物理學問題。直到50年代，人們才開始廣泛注意這個理論。

60年代，彭齊亞斯和威爾遜發現了宇宙大爆炸理論的新的有力證據，他們發現了宇宙背景輻射，後來他們證實宇宙背景輻射是宇宙大爆炸時留下的遺跡，從而為宇宙大爆炸理論提供了重要的依據。他們也因此獲1978年諾貝爾物理學獎。

20世紀科學的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的體現。他對於宇宙起源後10-43秒以來的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋. 宇宙的起源：最初是比原子還要小的奇點，然後是大爆炸，通過大爆炸的能量形成了一些基本粒子，這些粒子在能量的作用下，逐漸形成了宇宙中的各種物質。至此，大爆炸宇宙模型成為最有說服力的宇宙圖景理論。然而，至今宇宙大爆炸理論仍然缺乏大量實驗的支持，而且我們尚不知曉宇宙開始爆炸和爆炸前的圖景。

【理論觀點】

大爆炸理論的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麼發生衰變，要麼與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後，早期形成化學元素的過程結束（見元素合成理論）。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恆星體系，成為我們今天看到的宇宙。

從1948年伽莫夫建立熱大爆炸的觀念以來，通過幾十年的努力，宇宙學家們為我們勾畫出這樣一部宇宙歷史：

大爆炸開始時 約137億年前，極小體積，極高密度，極高溫度。

大爆炸後10-43秒 宇宙從量子背景出現。

大爆炸後10-35秒 同一場分解為強力、電弱力和引力。

大爆炸後10-5秒 10萬億度，質子和中子形成。

大爆炸後0.01秒 1000億度，光子、電子、中微子為主，質子中子僅佔10億分之一，熱平衡態，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。

大爆炸後0.1秒後 300億度，中子質子比從1.0下降到0.61。

大爆炸後1秒後 100億度，中微子向外逃逸，正負電子湮沒反應出現，核力尚不足束縛中子和質子。

大爆炸後13.8秒後 30億度，氘、氦類穩定原子核（化學元素）形成。

大爆炸後35分鍾後 3億度，核過程停止，尚不能形成中性原子。

大爆炸後30萬年後 3000度，化學結合作用使中性原子形成，宇宙主要成分為氣態物質，並逐步在自引力作用下凝聚成密度較高的氣體雲塊，直至恆星和恆星系統。

大爆炸宇宙模型（big-bang model）

一種廣為認可的宇宙演化理論。其要點是，宇宙是從溫度和密度都極高的狀態中由一次「大爆炸」產生的。時間至少發生在100億年前。這種模型基於兩個假設：第一是愛因斯坦提出的，能正確描述宇宙物質的引力作用的廣義相對論；第二是所謂宇宙學原理，即宇宙中的觀測者所看到的事物既同觀測的方向無關也同所處的位置無關。這個原理只適用於宇宙的大尺度上，而它也意味著宇宙是無邊的。因此，宇宙的大爆炸源不是發生在空間的某一點，而是發生在同一時間的整個空間內。有這兩個假設，就能計算出宇宙從某一確定時間（稱為普朗克時間）起始的歷史，而在此之前，何種物理規律在起作用至今還不清楚。宇宙從那時起迅速膨脹，使密度和溫度從原來極高的狀態降下來，緊接著，預示質子衰變的一些過程也使物質的數量遠超過反物質，如同我們今天所看到的一樣。許多基本粒子在這一階段也可能出現。過了幾秒鍾，宇宙溫度就降低到能形成某些原子核。這一理論還預言能形成一定數量的氫、氦和鋰的核素，豐度同今天所看到的一致。大約再過100萬年後，宇宙進一步冷卻，開始形成原子，而充滿宇宙中的輻射則在宇宙空間自由傳播。這種輻射稱為宇宙微波背景輻射，它已經被觀測所證實。除了原始物質和輻射外大爆炸理論還預言，現在宇宙中應充滿中微子，它們是無質量或無電荷的基本粒子。現在科學家們正在努力找尋這種物質。

大爆炸模型能統一地說明以下幾個觀測事實：

（a）理論主張所有恆星都是在溫度下降後產生的，因而任何天體的年齡都應比自溫度下降至今天這一段時間為短，即應小於200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。

（b）觀測到河外天體有系統性的譜線紅移，而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應來解釋，那麼紅移就是宇宙膨脹的反映。

（c）在各種不同天體上，氦豐度相當大，而且大都是30%。用恆星核反應機制不足以說明為什麼有如此多的氦。而根據大爆炸理論，早期溫度很高，產生氦的效率也很高，則可以說明這一事實。

（d）根據宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計算宇宙每一歷史時期的溫度。

按照大爆炸理論，宇宙是137億年前從一個極小的點誕生的，從那裡誕生了時間和空間、質量和能量，從而由物質小微粒聚集成大團的物質，最終形成星系、恆星和行星等。在大爆炸發生前，宇宙中沒有物質，沒有能量，甚至沒有生命。

但是，大爆炸理論無法回答現在的宇宙在大爆炸發生之前到底是什麼樣，或者說發生這次大爆炸的原因是什麼？按照大爆炸理論，宇宙沒有開端。它只是一個循環不斷的過程，從大爆炸到黑洞的周而復始，便是宇宙創生與毀滅並再創生的過程。

這只是一個設想，並不是一個完美的理論。

【論據】

大爆炸理論雖然並不成熟，但是仍然是主流的宇宙形成理論的關鍵就在於目前有一些證據支持大爆炸理論，比較傳統的證據如下所示：

（a）紅位移

從地球的任何方向看去，遙遠的星系都在離開我們而去，故可以推出宇宙在膨脹，且離我們越遠的星系，遠離的速度越快。

（b）哈勃定律

哈勃定律就是一個關於星系之間相互遠離速度和距離的確定的關系式。仍然是說明宇宙的運動和膨脹。

V＝H×D

其中，V（Km/sec）是遠離速度；H（Km/sec/Mpc）是哈勃常數，為50；D（Mpc）是星系距離。1Mpc＝3.26百萬光年。

（c）氫與氦的豐存度

由模型預測出氫佔25％，氦佔75％，已經由試驗證實。

（d）微量元素的豐存度

對這些微量元素，在模型中所推測的豐存度與實測的相同。

（e）3K的宇宙背景輻射

根據大爆炸學說，宇宙因膨脹而冷卻，現今的宇宙中仍然應該存在當時產生的輻射余燼，1965年，3K的背景輻射被測得。

（f）背景輻射的微量不均勻

證明宇宙最初的狀態並不均勻，所以才有現在的宇宙和現在星系和星團的產生。

（g）宇宙大爆炸理論的新證據

在2000年12月份的英國《自然》雜志上，科學家們稱他們又發現了新的證據，可以用來證實宇宙大爆炸理論。

長期以來，一直有一種理論認為宇宙最初是一個質量極大，體積極小，溫度極高的點，然後這個點發生了爆炸，隨著體積的膨脹，溫度不斷降低。至今，宇宙中還有大爆炸初期殘留的稱為「宇宙背景輻射」的宇宙射線。

科學家們在分析了宇宙中一個遙遠的氣體雲在數十億年前從一個類星體中吸收的光線後發現，其溫度確實比現在的宇宙溫度要高。他們發現，背景溫度約為-263. 89攝氏度，比現在測量的-273.33的宇宙溫度要高。

。

Ⅱ 宇宙大爆炸說是誰提出的

伽莫夫

現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點是認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里，宇宙體系在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化，如同一次規模巨大的爆炸。該理論的創始人之一是伽莫夫。

1946年美國物理學家伽莫夫正式提出大爆炸理論，認為宇宙由大約140億年前發生的一次大爆炸形成。上世紀末，對Ia超新星的觀測顯示，宇宙正在加速膨脹，因為宇宙可能大部分由暗能量組成。

(2)美國物理學家什麼等提出了大宇宙爆炸模型擴展閱讀：

宇宙源自大爆炸的理論需要改寫：

宇宙的開始並不是大爆炸，而是水冷卻成冰的過程。墨爾本大學理論物理學研究員詹姆斯·誇奇說：「設想早期的宇宙為液體狀態，隨著冷卻開始結晶。我們為什麼用水來做類比，因為水沒有形態。最初，宇宙中沒有空間，因為沒有任何形態來形成空間。」

誇奇希望空間實驗人員能夠找出更多的證據來支持墨爾本研究團隊提出的理論。他說：「宇宙大爆炸的最大問題就是關於大爆炸中的物理分解。

大爆炸的理論無法確定大爆炸究竟發生於何時。人們也無法使用任何數學方式或是理論來對其進行驗證。」誇奇指出，宇宙源自大爆炸的理論需要改寫。

Ⅲ 宇宙大爆炸的理論是怎麼來的

宇宙大爆炸的過程在這里先忽略。經科學家們計算，歷經了38萬年的時間，電子才冷卻到足夠低的溫度形成原子。宇宙中的氫原子、氦原子和鋰原子花了很長的時間才得以形成。在原子大規模的產生後，宇宙逐漸變得清透。第一道光線穿過混沌在宇宙中賓士，在137年後的新澤西州，兩個年輕的科學家偶然發現了這道光線。

大爆炸理論證據：首先是紅移現象，這是哈勃發現的。人類對宇宙的認知在上個世紀經歷了重大的改變，在二十世紀初，傳統科學認為宇宙是完全靜止、永恆不變的。然而在1929年，天文學家哈勃發現星系並非靜止不動。它們不但在移動，還在以驚人的速度飛離地球。這是第一個關於宇宙大爆炸的實證，所有的一切都在遠離我們而去。哈勃的發現揭開了宇宙大爆炸的序幕。

大爆炸理論證據：根據大爆炸理論認為，大爆炸的時候宇宙溫度是極高的，但宇宙在不斷膨脹，宇宙溫度也會因膨脹而下降冷卻，在上世紀美國天文學家彭齊亞斯和威爾遜並發現了宇宙微波背景輻射，從而證實了這一點。

通過大爆炸理論模型計算，宇宙在爆炸之初溫度高到不可思議，物質只能是中子，質子，電子，形態存在，隨著溫度下降，從而形成了原子，原子核以及分子，最終形成星雲，因此計算得出宇宙是由25%的氦元素和75%的氫元素組成，這與天文學家實際測量的宇宙元素豐度基本吻合。
也說明了為什麼宇宙中所有的恆星都是主要由氫元素和氦元素組成的。這些都是為大爆炸理論提供了有力的證據。

數百億年或許對大多數人來說沒啥意義，大家最關心的還是明天是否會漲工資， 房價會不會降等等實際問題，但是總得有人去思考我們宇宙最深奧的問題，這也是人類的使命之一。

Ⅳ 宇宙大爆炸是誰提出的如題 謝謝了

宇宙大爆炸是比利時天文學家和宇宙學家勒梅特（Georges Lemaître）提出的。

大爆炸理論的建立基於了兩個基本假設：物理定律的普適性和宇宙學原理。宇宙學原理是指在大尺度上宇宙是均勻且各向同性的。

這些觀點起初是作為先驗的公理被引入的，已有相關研究工作試圖對它們進行驗證。

例如對第一個假設而言，已有實驗證實在宇宙誕生以來的絕大多數時間內，精細結構常數的相對誤差值不會超過10^（-5）。此外，通過對太陽系和雙星系統的觀測，廣義相對論已經得到了非常精確的實驗驗證；而在更廣闊的宇宙學尺度上，大爆炸理論在多個方面經驗性取得的成功也是對廣義相對論的有力支持。

(4)美國物理學家什麼等提出了大宇宙爆炸模型擴展閱讀

大爆炸時空的一個重要特點就是視界的存在：由於宇宙具有有限的年齡，並且光具有有限的速度，從而可能存在某些過去的事件無法通過光向我們傳遞信息。

從這一分析可知，存在這樣一個極限或稱為過去視界，只有在這個極限距離以內的事件才有可能被觀測到。另一方面，由於空間在不斷膨脹，並且越遙遠的物體退行速度越大，從而導致從這里發出的光有可能永遠也無法到達那裡。

存在這樣一個極限或稱為未來視界，只有在這個極限距離以內的事件才有可能所影響。

以上兩種視界的存在與否取決於描述宇宙的FLRW模型的具體形式：對極早期宇宙的認知意味著宇宙應當存在一個過去視界，不過在實驗觀測仍然被早期宇宙對電磁波的不透明性所限制，這導致在過去視界因空間膨脹而退行的情形下依然無法通過電磁波觀測到更久遠的事件。

另一方面，假如宇宙的膨脹一直加速下去，宇宙也會存在一個未來視界。