【转载】大爆炸理论

3-3,原始物质丰度
采用大爆炸模型可以计算氦-4、氦-3、氘和锂-7等轻元素相对普通氢元素在宇宙中所占含量的比例。所有这些轻元素的丰度都取决于一个参数,即早期宇宙中辐射(光子)与物质(重子)的比例,而这个参数的计算与微波背景辐射涨落的具体细节无关。大爆炸理论所推测的轻元素比例(注意这里是元素的总质量之比而非数量之比)大约为:氦-4/氢 = 0.25,氘/氢 = 10-3,氦-3/氢 = 10-4,锂-7/氢 = 10-7。
将实际测量到的各种轻元素丰度和从光子重子比例推算出的理论值两者比较,可以发现至少是粗略符合。其中理论值和测量值符合最好的是氘元素,氦-4的理论值和测量值接近但仍有差别,锂-7则是差了两倍,即对于后两种元素的情形存在着明显的系统随机误差。尽管如此,大爆炸核合成理论所预言的轻元素丰度与实际观测可以认为是基本符合,这是对大爆炸理论的强有力支持。因为到目前为止还没有第二种理论能够很好地解释并给出这些轻元素的相对丰度,而从大爆炸理论所预言的宇宙中可被“调控”的氦元素含量也不可能超出或低于现有丰度的20%至30%。事实上很多观测也没有除大爆炸以外的理论可以解释,例如为什么早期宇宙(即在恒星形成之前,从而对物质的研究可以排除恒星核合成的影响)中氦的丰度要高于氘,而氘的含量又要高于氦-3,而且比例又是常数。

楼主 lei10tong6  发布于 2016-10-15 12:31:00 +0800 CST  
3-4,星系演变和分布
对星系和类星体的分类和分布的详细观测为大爆炸理论提供了强有力的支持证据。理论和观测结果共同显示,最初的一批星系和类星体诞生于大爆炸后十亿年,从那以后更大的结构如星系团和超星系团开始形成。由于恒星族群不断衰老和演化,我们所观测到的距离遥远的星系和那些距离较近的星系非常不同。此外,即使距离上相近,相对较晚形成的星系也和那些在大爆炸之后较早形成的星系存在较大差异。这些观测结果都和宇宙的稳恒态理论强烈抵触,而对恒星形成、星系和类星体分布以及大尺度结构的观测则通过大爆炸理论对宇宙结构形成的计算模拟结果符合得很好,从而使大爆炸理论的细节更趋完善。

楼主 lei10tong6  发布于 2016-10-15 12:32:00 +0800 CST  
3-5,其他证据
人们通过对哈勃膨胀以及对微波背景辐射的观测,分别估算出了宇宙的年龄。虽然这两个结果彼此曾经存在一些矛盾和争议,但最终还是取得了相当程度上的一致:两者都认为宇宙的年龄要稍大于最老的恒星的年龄。两者的测量方法都是将恒星演化理论应用到球状星团上,并用放射性定年法测定每一颗第二星族恒星的年龄。
大爆炸理论预言了微波背景辐射的温度在过去曾经比现在要高,而对于位于高红移区域(即距离很远)的气体云,通过观测它们对温度敏感的发射谱线已经证实了这个预言。这个预言也意味着星系团中苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应的强度与红移并不直接相关;这一点从目前观测来看应该是近似正确,然而由于苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应的强度还和星系团的本身性质直接关联,并且星系团的性质在宇宙学的时间尺度上会发生根本的变化,因而导致无法精确检验这个猜想的正确性。

楼主 lei10tong6  发布于 2016-10-15 12:33:00 +0800 CST  

楼主:lei10tong6

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发表时间:2016-10-15 20:07:00 +0800 CST

更新时间:2019-04-09 01:30:49 +0800 CST

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