作业帮宇宙中元素的起源
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/11 20:54:09
宇宙中元素的起源
宇宙中元素的起源
宇宙中元素的起源
伽莫夫等人建立这一理论的最初目的,是为了说明宇宙中元素的起源的.因此他们将宇宙膨胀和元素形成联系起来,提出了元素的大爆炸形成理论.按照这一理论,宇宙大爆炸初期生成的氦丰度为30%,而由恒星内部核合成的氦丰度只有3%-5%.其余的氦丰度只能来自宇宙大爆炸时的核合成,从而证实了热大爆炸宇宙学的理论预言.
热大爆炸宇宙学认为,宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行的,宇宙是从热到冷演变的.在宇宙早期,辐射和物质的密度都很高,光子经过很短的路程就会被物质吸收或散射,然后物质再发射出光子,辐射和物质频繁地相互作用.宇宙对辐射是不透明的,达到热平衡状态,辐射符合黑体辐射的规律.当宇宙温度下降到大约3000K时,质子与电子结合成为氢原子,物质对辐射的连续吸收大大减少,物质跟辐射几乎不再相互作用了,宇宙对辐射变得透明,光子可以在空间自由地穿行.宇宙的热辐射主要是可见光和红外线.时至今日,由于宇宙膨胀带来的红移,使温度为3000K的宇宙辐射的最大强度移到微波波段,称为宇宙微波背景辐射.阿尔弗等人计算出与微波背景辐射相对应的温度为5K左右.1965年,美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在7.35厘米波长上接收到了各方向的来自宇宙的微波噪声,噪声的信号强度等效于温度为3.5K的黑体辐射.微波背景辐射的发现,有力地支持了热爆炸宇宙模型.因此,大爆炸宇宙学得到大多数科学家的认同.
2、宇宙物质能从虚无中产生吗
1948年后期,英国科学家邦迪·戈尔德和霍伊尔建立了一种标型,这一模型建立在完全宇宙学原理之上,即除了宇宙是均匀的、各向同性的假设之外,还增加了宇宙不随时间变化的假设.在这种宇宙模型中,宇宙是无限的,没有开端也没有终结,而且一直保持同样的状态.无论在什么地方和什么时候观测者看到的宇宙总是相同的.这种宇宙模型中,宇宙起源的问题是不存在的.面对宇宙膨胀的事实,怎样能使宇宙的状态不变呢?邦迪等人认为,宇宙中不断产生新的物质,其产生率和因宇宙膨胀造成的密度减小度相等,从而使宇宙物质密度保持恒定,不随时间变化.这种模型叫做稳恒态宇宙模型.