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罗伯特威尔森(科学家曾制造出4万亿度的高温,宇宙大爆炸后百万分之一秒的温度)

更新时间:2022-10-21 21:30:03

正物质和反物质的理论表明,通过释放具有相反电荷正反粒子对的形式,在真空中会不断产生能量,真空并不像人们传统认知那样空无一物,相反里面充满了量子涨落,正负粒子在里面不断产生又瞬间消失。追溯到20世纪80年代,物理学家阿兰-古斯提出,处于宇宙真空中的能量场忽然转化成更高的能态,理论上这样就导致了时空的膨胀,宇宙从一个原子大小,用极短的时间膨胀到目前宇宙的大小。根据古斯的理论,宇宙目前已经膨胀到现在我们所能勘测到的几百万亿亿倍,数字大的惊人。换句话讲,宇宙的真实大小比起我们已知的大小来说,相当于我们已知的大小比之于一个原子的大小!

罗伯特威尔森(科学家曾制造出4万亿度的高温,宇宙大爆炸后百万分之一秒的温度)

宇宙的剧烈膨胀很好地解释了宇宙的无垠和平滑,但是为了我们的后代,这个理论必须能解释宇宙是怎么形成了我们所处的世界,怎么形成的星球,星系,星系团,最后又怎么形成了我们人类。

罗伯特威尔森(科学家曾制造出4万亿度的高温,宇宙大爆炸后百万分之一秒的温度)

现在科学家们试图将所有关于宇宙形成的信息整合,虽然在人们看来,那很可能只是一场小爆炸。位于美国纽约市的布鲁克海文国家实验室里,科学家们朝相反方向射出金原子,并在大约2.5英里长的隧道里加速飞行。

罗伯特威尔森(科学家曾制造出4万亿度的高温,宇宙大爆炸后百万分之一秒的温度)

但那些原子的速度接近光速时,它们被引入一场剧烈的对撞,反应生成了一个火球,其温度超过了四万亿摄氏度,比太阳中心温度高25万倍,不用担心如此高的温度会造成致命影响,那只是一个量子级别的事件,并且存在时间非常短暂,可以说瞬间消失。据科学家们了解,此前宇宙中曾出现过如此高温的物质,那是在宇宙诞生后的百万分之一秒。

让科学家感兴趣的是,反应中溅出来的亚原子粒子,理论预言一种极热的夸克浆和胶子会变成我们所知道的粒子。在初期实验中,这种夸克浆胶子浆体展示出了其最主要的性能,就是极低的粘滞度,或称潮流动性质,科学家们称它为完美液体。

为了利用好这种特性,我们再次回到那些传说中引发宇宙大爆炸的原始能量场,科学家们推测正是那些能量场的一些微小涨落,最终在膨胀中被吹散到很大的尺度上。

在极稠密的夸克胶子浆体混合物中,那些波动会产生压力波,就像涟漪一样。随着宇宙的形成,那些波动在稠密物质中产生了异变。令人惊喜的是,那些原始波动的印记已经被现代人所获知。

在20世纪60年代,科学家无意间捕捉到了其微弱的信号。贝尔实验室的研究人员阿诺-彭齐亚斯和罗伯特-威尔森建了一个巨大的角状天线,但是无论那根天线指向何方,装置总是可以搜到很多来自电磁波谱中的微波噪音。

那些噪音刚好与多年前的一个预言吻合,那就是宇宙大爆炸以后,宇宙中充满了极高温的气体,它们散射了所有的光。随着宇宙逐渐降温,热气也散去,光线再一次照射万物,随着时间的推移,这些光的光谱特征也随之改变。

随着宇宙的膨胀和冷却,这些光正变成了彭齐亚斯和威尔森探测到的物质,他们听到的噪音正是宇宙大爆炸时产生的回音!

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