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天文学家勒梅特 伽莫夫与宇宙大爆炸

时间:2024-06-07 23:43:25

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天文学家勒梅特 伽莫夫与宇宙大爆炸

小时候,当我们问起自己从何而来,妈妈常常会说到“有那么一块神奇的石头……” 长大后,当我们问起宇宙从何而来,一位位前辈不断追寻着那个答案……

第一次世界大战结束后,年轻的比利时天文学家乔治·勒梅特重返大学,对科学充满热爱的他利用政府提供奖学金,先后访问了剑桥大学、哈佛大学等著名院校,正是通过这些全球顶端学府,勒梅特了解到了美国天文学家爱德温·哈勃等人所进行的前沿研究,也为今后取得的成就埋下伏笔。

乔治·勒梅特

1927年,勒梅特发表了爱因斯坦场方程的一个严格解——现在我们也把它叫做弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规,正是这个重要解向我们诉说着宇宙是膨胀的这个重大发现,既然宇宙在不断膨胀,那若是我们逆着时间往回走,如今的宇宙岂不是要收缩……收缩……最终成了一个“点“?于是”大爆炸“这一宇宙起源思想渐渐走进了人们的视野。

宇宙“大爆炸”

在这篇论文中,勒梅特还率先推导出“星系的离开我们的速度(退行速度)与星系的距离成正比”这一定律,并利用美国天文学家维斯托·斯莱弗观测的星系退行速度数据和哈勃发表的星系距离数据,第一个估算了这一比例系数的大小。1929年,哈勃也提出了这一定律,验证了勒梅特的发现。但是在前这个定律被称为“哈勃定律”,比例系数被称为“哈勃常数”,勒梅特的贡献被不公正的忽视了。正是为了纪念勒梅特对现代宇宙学发展做出的贡献,国际天文学联合会全体会员投票决定将哈勃定律更名为哈勃-勒梅特定律。

哈勃-勒梅特定律的证实

说到大爆炸,另一位苏联的天文学家——乔治·伽莫夫自然功不可没。他曾经师从著名的宇宙学家亚力山大·弗里德曼学习弗里德曼宇宙模型,并先后在哥廷根大学、哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所和剑桥大学卡文迪许实验室师从著名物理学家玻尔和卢瑟福。

乔治·伽莫夫(图片来源于科罗拉多大学波尔德分校)

后来伽莫夫移居美国,在密歇根大学担任讲师,同年秋天被聘为哥伦比亚特区的乔治·华盛顿大学教授。在乔治·华盛顿大学工作期间,伽莫夫主要从事宇宙学和天体物理学研究,正是在此期间,伽莫夫与他的两个学生——拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼,将相对论引入宇宙学,提出了热大爆炸宇宙学模型,发展了勒梅特的大爆炸理论。

大爆炸至今的宇宙演化

热大爆炸宇宙学模型认为,宇宙最初来源于温度极高,密度极大的原始物质,随着宇宙膨胀,温度逐渐下降,形成了现在的星系等天体,而现在宇宙残留的温度应当为2.7K,由此预言了宇宙微波背景辐射的存在(还记得过去的电视时代,没有信号时屏幕上的“雪花“吗,那就是宇宙微波背景辐射的信号)。1964年美国无线电工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在一次机缘巧合中发现了宇宙微波背景辐射,证实了他们的预言。

宇宙微波背景辐射的证实

随着越来越多的观测结果的证实,大爆炸这一宇宙起源学说也受到了越来越多人的支持,成为现在宇宙起源的主流理论,相信随着科学家们的不断努力,宇宙中越来越多的谜底将渐渐浮出水面~ (星明天文台)

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