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综述

宇宙是什么?

这不光是困扰我们,也是困扰无数科学家们的一个极其复杂的问题。很多学者认为宇宙大概是源自于一百三十多亿年前的一场大爆炸。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据一开始,宇宙内部的能量和物质被压缩成为了一个体积很小但质量很大的物体,瞬间的压力让它形成了一次巨大的爆炸。

这些因为爆炸被分散到不同方向的物体,随着宇宙空间的不断膨胀,温度也冷却下来,然后各自通过不断演化形成了这些恒星。

不过因为这个理论并没有被证实,也是让民间众说纷纭,直到去年,一位年近九十岁的诺贝尔奖得主彭罗斯,对于宇宙的研究,他挖掘出了另一个角度,黑洞。

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宇宙循环

彭罗斯在天文学会的月刊上发表了一篇收到广大人民关注的论文《微波辐射中存在霍金点的明显证据》,这篇文章的主要观点是,宇宙处在一个循环的状态。

也就是说从不断的坍缩成为一个奇点,到达极限,最后再爆炸慢慢形成一个新宇宙,这个过程会不断的循环往复,而我们身处的这个宇宙未来也会面临坍缩和爆炸。

这无疑打破了传统的观点:宇宙没有起点也没有终点。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据而同样的,我们身处的这个宇宙在未来的某一个时间,这些物质也会衰变成纯能量,包括存在的黑洞也会受到衰变。这时候的宇宙中的一切物质都将不存在,只有巨大的能量,并且处在相同的温度,也就是热寂。

到了这里,彭罗斯提出了他的观点,热寂并不是宇宙的终点,它还会经历一次坍缩,时空中的所有能量再次被压缩形成高密物体,然后发生一次大爆炸。

能够验证这个观点的,是彭罗斯在“大爆炸”遗留下来的热辐射中找到的证据,霍金点。它们是相当于八个月球直径并且温度比较高的点,共有六个。

而这些霍金点就是黑洞蒸发完以后得到的印记,黑洞蒸发的理论也是霍金提出来的。

但在此之前,黑洞是否存在都值得存疑,正是因为证明了黑洞的存在,才将这一理论有了立足的依据。

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黑洞提出和证实

黑洞最早的提出是在1916年,一位名叫卡尔史瓦西的天文学家,通过解爱因斯坦场方程得到的真空解进行研究,得到了一个“不可思议的天体”,这个通过理论推测出来的天体就被称为是黑洞。

后来,人们猜想了黑洞的存在性,并且提出观点,认为黑洞是一个连光线都没办法逃逸的天体,因为没办法反射光线呈现“隐形”的状态,所以人们并不能够观察到它。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据爱因斯坦的相对论受到黎曼几何的影响,提出了一个观点,空间是可以扭曲的。

整个宇宙就像是一张硕大而又绷直的保鲜膜,上面存在的任何物体都会导致保鲜膜一定程度的凹陷。因此物质的质量越大,空间的“凹陷”程度也就越大。

宇宙中的天体,地球或者黑洞,都因为质量问题,将宇宙空间压的扭曲了。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据在这样扭曲的“空间”之中,必须要有足够大的速度才能逃离,就像关于地球与月球的逃逸速度类似。

如果达不到那个逃逸的速度,最后就会就会不断的被那个引力所吸引,沿着坍塌的空间旋转下坠,直到被这个中心天体所捕捉。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据目前所知最快的速度则是光速,但这个速度已经没办法从黑洞中逃逸出来了,因此科学家认为,黑洞是所有天体的终点。

最后在所有的物质都被黑洞吸进去之后,他们就会被压成一个点,这个点被称为是奇点。

宇宙起源方式要改写了?诺贝尔奖得主:宇宙在循环并找到证据彭罗斯探究理论的时候,已经找出了计算黑洞的数据和方法,但当时的科技来说,即使能够找到黑洞,但人类也观测不到。

为了完成这个任务,全球集合了三十多个天文团队,组成了一个顶尖团队,他们的目的就是为了拍摄一张黑洞的照片。2019年4月,他们终于完成了目标,也向世人证实了黑洞的存在。

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黑洞的来源

以太阳这样的恒星为例,上面的氢氦元素会随着时间的量变,聚变成为比铁元素还要重的元素。

等聚变完成,恒星的质量不再发生变化,但体积还在不断压缩,导致恒星会变成一个密度很大的中子星或者是白矮星。经过这个时期的过度,天体继续坍塌,最后就会形成一个黑洞。

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而太阳经历这个过程的话,根据计算应该会形成一个1.2公里左右直径的黑洞。

黑洞可怕的质量,它还会不断的吸收周围的一切物体,甚至是光线,甚至还会影响时间的流逝。也就是说黑洞内部的时间几乎是静止的。

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而宇宙中的黑洞不在少数,他们也会在相互的作用下不断靠近,互相融合形成一个更加的黑洞。一个最实际的例子,地球所处的银河系的中心,其实就是一个黑洞。

而当黑洞达到一个极限的时候,它就会产生爆炸,这就和之间的宇宙循环理论连上了。

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小结

因为黑洞的出现,让彭罗斯的理论拥有了考察的依据,他对宇宙的起源提供了一条重要的思路。不过这个理论也有一些还有一些瑕疵以及无法解释的地方,比如高能粒子难疑,以及热平衡难疑等。

科学家们为了解决这些问题不还不断的争执和实验,虽然最终没有得到定论,但至少我们对宇宙的探索又前进了一步。

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