宇宙起源与模型设想.docx

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1、宇宙的起源与未来模型的猜想　　　单　　位：北京师范大学珠海分校专业：电子信息科学技术班级：二班学生姓名：张佳群，指导教师：吴大江完成时间：2011年11月11日目录宇宙的起源与未来模型的猜想1单　　位：北京师范大学珠海分校1一、宇宙起源历史研究的发展背景3二、大爆炸学说51、大爆炸起源52、大爆炸发展63、大爆炸存在的问题71)视界问题72)平坦性问题83)磁单极问题94)重子不对称性95)球状星团年龄106)暗物质与暗能量10三、宇宙猜想121.宇宙未来猜想122、宇宙模型猜想13引用文献14²摘要：宇宙模型的建立对解释整个宇宙具有非常意义，爱因斯坦

2、曾经想通过引入宇宙常数来建立宇宙模型，可惜后来宇宙被证实在不断膨胀，这成了爱因斯坦一生的遗憾。²关键字：宇宙起源模型猜想一、宇宙起源历史研究的发展背景1、人类对宇宙的认识从很久以前就有研究了。古代我国的人们从观察上得出“盖天说”和“浑天说”又称天圆地方学说，即：浑天说模型2、在古代欧洲，由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里斯多德、托勒密发展后建立其阿里的“地心说”。地心说以地球为宇宙中心的模型征服了人们1000多年的思想。但随着时间的考验，地心说模型的本环越是增多，逐渐变复杂，也慢慢地被淘汰。地心说模型3、16世纪，因为地心说的逐渐崩溃，所以波澜天文学家

3、发表《天体运行论》完整地提出了“日心说”理论，让人类的认识上升到了太阳系的高度。日心说的出现彻底破坏了以前神的高度，也破坏了神创造一切的初期宇宙起源思想。日心说模型4、随着牛顿望远镜的发明，人类的视野提升迅速。哈勃望远镜的升空更使人类对宇宙的思考有了新的定义。随之，宇宙起源的难题一直缠绕着现代物理，天文等领域的科学家。5、1927年比利时数学家勒梅特提出了大爆炸宇宙论，这个学说至今影响着我们，这也是目前为止最有说服力的学说。讨论一个最经典的宇宙起源学说------大爆炸学说。一、大爆炸学说1、大爆炸起源大爆炸理论（TheBigBangTheory）首次

4、提出者是比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特。他还将此关于宇宙起源的理论称作“原生原子的假说”。1922年苏联物理学家亚历山大·费里德曼将广义相对论应用于流体上而得出证实了原生原子的假说。1929年美国学家埃德温·哈勃通过检测观察星系距离与红移之间的比例关系得出膨胀宇宙的观点，这也被后来人称作佛里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。从大爆炸学说可以推出，宇宙曾经处于一个密度和温度都极高的原子跨度的状态，当前最高科技的大型例子加速器做了高能实验模仿宇宙初期的形态，希望借此搞清楚宇宙的起源，但事实证明，用于实验的能量还不足以证明宇宙初始状态的描述与解释。可以确定

5、的是，宇宙初期在经过爆炸膨胀后，经过数分钟的冷却，通过核反应说形成的这些元素的理论分度值非常接近，我们将此理论称作太初核合成。大爆炸一次被英国天文学家弗雷德金·霍伊尔采用，并提出稳恒态理论。此理论不断地被人们所接受，但仍有一些科学家对此执怀疑态度。1964年宇宙微波背景的发现有力地支持着大爆炸理论，使得更多的人相信。1、大爆炸发展大爆炸理论使得很多科学家对宇宙结构方面做出了观测和理论推导。大爆炸理论的出现，以及各路科学家也观测并证实地发现了其实各星系与星云等天体都在不断地离我们而去，也就是说这样的宇宙在不断膨胀而不是静态的稳态恒定宇宙。因此，爱因斯坦想

6、通过引入宇宙常数来修正稳态宇宙的错误。但1922年，苏联宇宙学家、数学家亚历山大·弗里德曼假设了宇宙在大尺度上的均匀和各向同性，利用引力场方程推导出描述空间上均一且各向同性的弗里德曼方程，并且在这一组方程中宇宙学常数是可以消掉的。这一事实也成为了爱因斯坦一生最遗憾的一件事。在二十世纪三十年代，曾出现过一些非主流的宇宙模型，如米尔恩宇宙、震荡宇宙以及弗里茨·兹威基的衰减光子假说。不过这些理论出现不久便被狠狠地抛弃了，大爆炸理论是很证据地被人们所接受。二十世纪九十年代后期以及二十一世纪初，望远镜技术的重大发展和如宇宙背景探测者（COBE）、哈勃太空望远镜（

7、HST）和威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）等空间探测器收集到的大量数据都很好地证明了大爆炸模型，并且提供了很多有用的数据。至此，大爆炸已经有了很好的基础去继续发展。1、大爆炸存在的问题1)视界问题我们所得到的任何视界信息的传递速度都不可能超过光速，那么对于一个时间有限的宇宙来说，这个前提决定了两个具有因果联系的时空区域之间的间隔具有一个上界，这个上界被称作粒子视界。从这个意义上看，所观测到的微波背景辐射的各向同性与这个推论存在矛盾：如果早期宇宙直到“最终的散射”时期之前一直都被物质或辐射主导，那时的粒子视界将只对应着天空中大约2度的范围，从而无法

8、解释为何在一个如此广的范围内都具有相同的辐射温度以及如此相似的物理性质。对于这一看似矛盾之处，