[圖文]專家討論宇宙大空洞顛覆大爆炸理論 | 陽光歷史

 

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[圖文]專家討論宇宙大空洞顛覆大爆炸理論

2015年04月08日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 335 次

宇宙驚現大空洞顛覆大爆炸理論?


本次發現的空洞距地球約60億至100億光年




宇宙驚現大空洞顛覆大爆炸理論?


在天文學裡,空洞指的是絲狀結構之間的空間




宇宙驚現大空洞顛覆大爆炸理論?


「嬰兒宇宙」照片公開,宇宙年齡實為137億年



美國天文學家發現宇宙中存在一個巨大空洞,直徑竟有10億光年———



據美國《科學日報》8月23日報道,日前,美國天文學家驚奇地發現宇宙存在一個巨大的空洞,這個大洞距地球約60億至100億光年,位於獵戶星座以南的波江星座的眾多星系之中。它的直徑竟有10億光年,它並不像黑洞一樣,擁有著小體積和高密度。相反,在這個巨大的空洞中沒有星體、氣體和其他正常的太空物質,並且缺少瀰漫在宇宙之中的神秘的暗物質。


據稱,在這個空洞發現之前,天文學家還未曾發現過這樣大體積比例的空洞。明尼蘇達州大學研究人員勞倫斯·魯尼克說,「不僅我們之前未曾發現這麼大的空洞,而且我們也從未期望能發現這樣級別的空洞。」目前,這項研究的最新報告已經發表在近期出版的《天體物理學》雜誌上。



宇宙就宛如一個三維的立體「漁網」,由於密度分佈的不平均造成的「窟窿眼」就是空洞



宇宙中為什麼會出現空洞?中國科學院國家天文台程學雷研究員給出了這樣的解釋,在天文學裡,空洞指的是絲狀結構之間的空間。空洞中只包含很少或完全不包含任何星系。如果用一個鮮活的比喻來形容,宇宙就宛如一個三維立體的「漁網」,網線密集的地方就形成一個結點,結點處的密度要高於其他區域,因此,在結點處的物質就要多一些,也是各種恆星、星雲等星系誕生的地點。而網線交織稀疏處,就出現了空洞。



「宇宙中有空洞並不稀奇,在天文學的觀測中,早已被證實!」上海天文館一位研究人員表示,通常宇宙是由可見星體、氣體和灰塵組成的,宇宙中多數的物質是無形的,人類肉眼無法觀測到。可天文學家為什麼能很清楚的知道宇宙中的一些物質都存在於什麼地方?這是因為他們可以根據宇宙中觀測到的物質的重力效應來進行推測。天文學家曾經發現過宇宙空洞,關鍵是相比之下,之前的空洞體積都很小,這次的空洞尺寸確實很大。



明尼蘇達大學天文學教授勞倫斯·魯德尼科說:「這次發現的空洞體積是我們先前推測的『典型空洞』體積的1000倍。」



發現巨大空洞帶來的影響,可能會顛覆「宇宙大爆炸」理論



據悉,這個巨大宇宙空洞是魯尼克和他的同事在利用超大天線陣列(VLA)射電望遠鏡觀測後,檢查觀察數據時知曉的,他們發現這一區域的星系幾乎是絕跡的,於是證明了這確實是個宇宙巨型空洞。參與研究的助教莉莉雅·威廉姆斯說:「無論是基於觀察數據研究,還是基於對宇宙大規模演變的電腦模擬,這項發現的結果都不同尋常。」



那麼這個巨大的宇宙空洞到底為何不同尋常?中科院理論物理所的一位研究空間物理的專家認為,這個巨大的空洞很有可能將顛覆「宇宙大爆炸」理論。

  理論物理所的這位專家表示,根據宇宙大爆炸的原理,宇宙是從一個點出發,往外膨脹並爆炸的,那麼,就出現這樣一個問題,爆炸的結果一定是各向同性。什麼是各向同性呢?他舉例,如果人們往外扔一顆炸彈,人們能看見炸彈向四面八方散射開來,各向同性是指爆炸的結果應該是在沒有遮擋的情況下,各個方向都會被襲擊到。如果,偶爾在某個角度,有一小塊地方沒被炸到,那麼這是能夠理解的,但如果確定是在爆炸的波及範圍內,有比較大的一塊區域沒有被炸到,那就是不可能的了。


所以,他認為這次發現的這個巨大空洞正在考驗著宇宙大爆炸理論,也許隨著研究和觀測的逐步深入,人們對宇宙掌握了更多的信息後,巨大空洞極有可能顛覆宇宙大爆炸理論,就像愛因斯坦的相對論橫空出世後,徹底顛覆了牛頓的經典理論。



反對的觀點認為:這次發現的空洞可能是由於自身氧化逐漸變大,談不上顛覆「宇宙大爆炸」理論



空洞顛覆「宇宙大爆炸」理論?上海天文館研究人員可不贊同這樣的結論,記者採訪的這位專家說,這個空洞的發現還不足以顛覆「宇宙大爆炸」理論。



專家表示,根據天文資料顯示,其實早在2004年,天文學家就在美國航空航天局的「威爾金森微波各向異性探測器」(WMAP)拍攝的「宇宙微波背景輻射圖」(CMB)上發現了這個異常的點。只是當時WMAP拍攝的圖像中的異常點未被重視,這次的超大陣列射電望遠鏡(VLA)觀測讓這個被不小心忽略了的空洞又回到了人們的視線中而已。





她認為,這次的空洞之所以大,可能是因為在宇宙大爆炸時形成的空洞,隨後又不斷的氧化變得更大而已。隨著的觀測儀器和技術的改進,也許以後還會觀測到更大的空洞。相比較宇宙大尺度結構,這個空洞的尺寸也沒大得太「邪乎「,是在可預計的範圍內。



至於空洞裡為何空空如也?她闡述,空洞的產生就是由於宇宙間密度分佈的不平均造成的,密度大的區域具有較大的重力,能從密度較小的區域吸納物質。在宇宙130億年的演變中,這場「物質爭奪戰」的結果就是某些宇宙區域形成了空洞。



專家解釋,宇宙大爆炸理論雖已是天文學界的主流流派,但至今仍然缺乏大量實驗的支持,還有待進一步驗證。同時,對空洞的成因,在天文學界裡,搞宇宙學研究的、射電望遠鏡觀測研究和基礎物理學研究的專家,可能都有各自不同的觀點。她認為在探尋未知領域的道路上,百家爭鳴很正常,天文學研究是個漫長的過程,隨著科學的進步,人們對宇宙的認識會逐漸加深。



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宇宙大爆炸理論及霍金的貢獻



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,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,直到今天宇宙呈現給人們的狀態。



而霍金的最大貢獻在於,他對宇宙起源後10到43秒間宇宙演化的圖景作了清晰的闡釋,那就是宇宙起源於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。


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