ps:古小龍已經徹底成長起來,在道家祖師老子的遙傳召喚下,回到了終南山接受終極密令,擔負起拯救奇偶空間天大任務。求點擊求打賞求訂閱求月票!
第一百零八篇重回終南山之原初密信一
通過廣義相對論將宇宙的膨脹進行時間反演,則可得出宇宙在過去有限的時間之前,曾經處於一個密度和溫度都無限高的狀態,稱之為奇點,奇點的存在意味著廣義相對論理論在這裏不適用。
而仍然存在爭論的問題是,借助廣義相對論我們能在多大程度上理解接近奇點的物理學――可以肯定的是不會早於普朗克時期。
宇宙極早期這一高溫高密的相態被稱作“大爆炸”,這被看作是我們宇宙的誕生時期。通過觀測ia型超新星來測量宇宙的膨脹,對宇宙微波背景輻射溫度漲落的測量,以及對星係之間相關函數的測量,科學家計算出宇宙的年齡大約為137.3±1.2億年。這三個獨立測算所得到的結果相符,從而為具體描述宇宙所包含物質比例的Λcdm模型提供了有力證據。
關於大爆炸模型中極早期宇宙的相態問題,至今人們仍充滿了猜測。在大多數常見的模型中,宇宙誕生初期是由均勻且各向同性的高密高溫高壓物質構成的,並在極早期發生了非常快速的膨脹和冷卻。
大約在膨脹進行到10^-37秒時,產生了一種相變使宇宙發生暴漲,在此期間宇宙的膨脹是呈指數增長的。
當暴漲結束後。構成宇宙的物質包括誇克-膠子等離子體。以及其他所有基本粒子。此時的宇宙仍然非常熾熱。以至於粒子都在做著相對論性的高速隨機運動,而粒子-反粒子對在此期間也通過碰撞不斷地創生和湮滅,從而宇宙中粒子和反粒子的數量是相等的,宇宙中的總重子數為零。
直到其後的某個時刻,一種未知的違反重子數守恒的反應過程出現,它使誇克和輕子的數量略微超過了反誇克和反輕子的數量――超出範圍大約在三千萬分之一的量級上,這一過程被稱作重子數產生。這一機製導致了當今宇宙中物質相對於反物質的主導地位。
隨著宇宙的膨脹和溫度進一步的降低,粒子所具有的能量也普遍逐漸下降。當能量降低到1太電子伏特(1012ev)時產生了對稱破缺。這一相變使基本粒子和基本相互作用形成了當今我們看到的樣子。宇宙誕生的10^-11秒之後,大爆炸模型中猜測的成分就進一步減少了,因為此時的粒子能量已經降低到了高能物理實驗所能企及的範圍。
10^-6秒之後,誇克和膠子結合形成了諸如質子和中子的重子族,由於誇克的數量要略高於反誇克,重子的數量也要略高於反重子。此時宇宙的溫度已經降低到不足以產生新的質子-反質子對,從而即刻導致了粒子和反粒子之間的質量湮滅,這使得原有的質子和中子僅有十億分之一的數量保留下來,而對應的所有反粒子則全部湮滅。
大約在1秒之後,電子和正電子之間也發生了類似的過程。經過這一係列的湮滅。剩餘的質子、中子和電子的速度降低到相對論性以下,而此時的宇宙能量密度的主要貢獻來自湮滅產生的大量光子。少部分來自正反中微子,因為正反中微子數量極微。
在大爆炸發生的幾分鍾後,宇宙的溫度降低到大約十億開爾文的量級,密度降低到大約空氣密度的水平。
少數質子和所有中子結合,組成氘和氦的原子核,這個過程叫做“太初核”合成。而大多數質子沒有與中子結合,形成了氫的原子核。
隨著宇宙的冷卻,宇宙能量密度的主要來自靜止質量產生的引力的貢獻,並超過原先光子以輻射形式的能量密度。
在大約37.9萬年之後,電子和原子核結合成為原子(主要是氫原子),而物質通過脫耦發出輻射並在宇宙空間中相對自由的傳播,這個輻射的殘跡就形成了今天的宇宙微波背景輻射。
雖然宇宙在大尺度上物質幾乎均一分布,但仍存在某些密度稍大的區域,因而在此後相當長的一段時間內這些區域內的物質通過引力作用吸引附近的物質,從而變得密度更大,並形成了氣體雲、恒星、星係等其他在今天的天文學上可觀測的結構。
這一過程的具體細節取決於宇宙中物質的形式和數量,其中形式可能有三種:冷暗物質、熱暗物質和重子物質。
來自wmap的目前最佳觀測結果表明,宇宙中占主導地位的物質形式是冷暗物質,而其他兩種物質形式在宇宙中所占比例不超過18%。另一方麵,對ia型超新星和宇宙微波背景輻射的獨立觀測表明,當今的宇宙被一種被稱作暗能量的未知能量形式主導著,暗能量被認為滲透到空間中的每一個角落。
觀測顯示,當今宇宙的總能量密度中有72%的部分是以暗能量這一形式存在的。根據推測,在宇宙非常年輕時暗能量就已經存在,但此時的宇宙尺度很小而物質間彼此距離很近,因而在那時引力的效果顯著從而減緩了宇宙的膨脹。
但經過了幾十上百億年的膨脹,不斷增長的暗能量開始讓宇宙膨脹緩慢加速。表述暗能量的最簡潔方法是在ayst引力場方程中添加所謂宇宙常數項,但這仍然無法回答暗能量的構成、形成機製等問題,以及與此伴隨的一些更基礎問題:例如關於它狀態方程的細節,以及它與粒子物理學中標準模型的內在聯係,這些未解決的問題仍然有待理論和實驗觀測的進一步研究。
大爆炸理論的建立基於了兩個基本假設:物理定律的普適性和宇宙學原理。宇宙學原理是指在大尺度上宇宙是均勻且各向同性的。
這些觀點起初是作為先驗的公理被引入的。但現今已有相關研究工作試圖對它們進行驗證。例如對第一個假設而言。已有實驗證實在宇宙誕生以來的絕大多數時間內。精細結構常數的相對誤差值不會超過10^-5。
此外,通過對太陽係和雙星係統的觀測,廣義相對論已經得到了非常精確的實驗驗證;而在更廣闊的宇宙學尺度上,大爆炸理論在多個方麵經驗性取得的成功也是對廣義相對論的有力支持。
假設從地球上看大尺度宇宙是各向同性的,宇宙學原理可以從一個更簡單的哥白尼原理中導出。哥白尼原理是指不存在一個受偏好的觀測者或觀測位置。
根據對微波背景輻射的觀測,宇宙學原理已經被證實在10^-5的量級上成立,而宇宙在大尺度上觀測到的均勻性則在10%的量級。fl度規主條目:fl度規和空間的度規膨脹,廣義相對論采用度規來描述時空的幾何屬性,度規能夠給出時空中任意兩點之間的間隔。
這些點可以是恒星、星係或其他天體。它們在時空中的位置可以用一個遍布整個時空的坐標卡或“網格”來說明。根據宇宙學原理,在大尺度上度規應當是均勻且各向同性的,唯一符合這一要求的度規叫做flrw度規。
這一度規包含一個含時的尺度因子,它描述了宇宙的尺寸如何隨著時間變化,這使得我們可以選擇建立一個方便的坐標係即所謂共動坐標係。在這個坐標係中網格隨著宇宙一起膨脹,從而僅由於宇宙膨脹而發生運動的天體將被固定在網格的特定位置上。雖然這些共動天體兩者之間的坐標距離(共動距離)保持不變,它們彼此間實際的物理距離是正比於宇宙的尺度因子而膨脹的。
大爆炸的本質並不是物質的爆炸從而向外擴散至整個空曠的宇宙空間,而是每一處的空間本身隨著時間的膨脹,從而兩個共動天體之間的物理距離在不斷增長。
由於flrw度規假設了宇宙中物質和能量的均勻分布,它隻對宇宙在大尺度下的情形適用――對於像我們的星係這樣局部的物質聚集情形。引力的束縛作用要遠大於空間度規膨脹的影響,從而不能采用flrw度規。
大爆炸時空的一個重要特點就是視界的存在:由於宇宙具有有限的年齡。並且光具有有限的速度,從而可能存在某些過去的事件無法通過光向我們傳遞信息。
從這一分析可知,存在這樣一個極限或稱為過去視界,隻有在這個極限距離以內的事件才有可能被觀測到。另一方麵,由於空間在不斷膨脹,並且越遙遠的物體退行速度越大,從而導致從我們這裏發出的光有可能永遠也無法到達那裏。
從這一分析可知,存在這樣一個極限或稱為未來視界,隻有在這個極限距離以內的事件才有可能被我們所影響。以上兩種視界的存在與否取決於描述我們宇宙的flrw模型的具體形式:我們現有對極早期宇宙的認知意味著宇宙應當存在一個過去視界,不過在實驗中我們的觀測仍然被早期宇宙對電磁波的不透明性所限製,這導致我們在過去視界因空間膨脹而退行的情形下依然無法通過電磁波觀測到更久遠的事件。
另一方麵,假如宇宙的膨脹一直加速下去,宇宙也會存在一個未來視界。
大爆炸理論最早也最直接的觀測證據包括從星係紅移觀測到的哈勃膨脹、對宇宙微波背景輻射的精細測量、宇宙間輕元素的豐度,而今大尺度結構和星係演化也成為了新的支持證據。這四種觀測證據有時被稱作“大爆炸理論的四大支柱”。
對遙遠星係和類星體的觀測表明這些天體存在紅移――從這些天體發出的電磁**長會變長。通過觀測取得星體的頻譜,而構成天體的化學元素的原子與電磁波的相互作用對應著特定樣式的吸收和發射譜線,將兩者進行比對則可發現這些譜線都向波長更長的一端移動。
這些紅移是均勻且各向同性的。也就是說在觀測者看來任意方向上的天體都會發生均勻分布的紅移。如果將這種紅移解釋為一種多普勒頻移。則可進而推知天體的退行速度。
對於某些星係。它們到地球的距離可以通過宇宙距離尺度來估算出。如果將各個星係的退行速度和它們到地球的距離一一列出,則可發現兩者存在一個線性關係即哈勃定律:v=hd,其中,v是星係或其他遙遠天體的退行速度,d是距天體的共動固有距離,h是哈勃常數,根據wmap最近的測量結果為70.1±1.3千米/秒/秒差距。
根據哈勃定律我們的宇宙圖景有兩種可能:或者我們正處於空間膨脹的正中央,從而所有的星係都在遠離我們――這與哥白尼原理相違背――或者宇宙的膨脹是各處都相同的。
從廣義相對論推測出宇宙正在膨脹的假說。是由ylsd和qz分別在一九二二年和一九二七年各自提出的,都要早於哈勃在一九二七年所進行的實驗觀測和分析工作。宇宙膨脹的理論後來成為了建立大爆炸理論的基石。
大爆炸理論要求哈勃定律在任何情況下都成立,注意這裏v、d和h隨著宇宙膨脹都在不斷變化。對於距離遠小於可觀測宇宙尺度的情形,哈勃紅移可以被理解為因退行速度v造成的多普勒頻移,但本質上哈勃紅移並不是真正的多普勒頻移,而是在光從遙遠星係發出而後被觀測者接收的這個時間間隔內,宇宙膨脹的結果。
天文學上觀測到的高度均勻分布且各向同性的紅移,以及其他很多觀測證據,都支持著宇宙在各個方向上看起來都相同這一宇宙學原理。
二零零零年,人們通過測量宇宙微波背景輻射對遙遠天體係統的動力學所產生的影響。證實了哥白尼原理,即地球相對大尺度宇宙來說絕非宇宙的中心。
早期宇宙來自大爆炸的微波背景輻射溫度要顯著高於當今的輻射餘溫。而幾十億年來微波背景輻射均勻降溫的事實隻能被解釋為宇宙空間正在進行著度規膨脹,並排除了我們較為接近一個特殊的爆炸中心的可能。
在宇宙誕生的最初幾天裏,宇宙處於完全的熱平衡態,並伴隨有光子的不斷吸收和發射,從而產生了一個黑體輻射的頻譜。其後隨著宇宙的膨脹,溫度逐漸降低到光子不能繼續產生或湮滅,不過此時的高溫仍然足以使電子和原子核彼此分離。
因而,此時的光子不斷地被這些自由電子“反射”,這一過程的本質是湯姆孫散射。由於這種散射的持續存在,早期宇宙對電磁波是不透明的。
當溫度繼續降低到幾千開爾文時,電子和原子核開始結合成原子,這一過程在宇宙學中稱為複合。由於光子被中性原子散射的幾率很小,當幾乎所有電子都與原子核發生複合之後,光子的電磁輻射與物質脫耦。
這一時期大約發生在大爆炸後三十七萬九千年,被稱作“最終的散射”時期。這些光子構成了可以被今天人們觀測到的背景輻射,而觀測到的背景輻射的漲落圖樣正是這一時期的早期宇宙的直接寫照。隨著宇宙的膨脹,光子的能量因紅移而隨之降低,從而使光子落入了電磁波譜的微波頻段。微波背景輻射被認為在宇宙中的任何一點都可被觀測,並且在各個方向上都(幾乎)具有相同的能量密度。
一九六四年,貝爾實驗室的一台微波接收器進行診斷性測量時,意外發現了宇宙微波背景輻射的存在。他們的發現為微波背景輻射的相關預言提供了堅實的驗證――輻射被觀測到是各向同性的,並且對應的黑體輻射溫度為3k――並為大爆炸假說提供了有力的證據。pqy和wex為這項發現獲得了諾貝爾物理學獎。
一九**年,nasa發射了宇宙背景探測者衛星(cobe),並在一九九零年取得初步測量結果,顯示大爆炸理論對微波背景輻射所做的預言和實驗觀測相符合。
cobe測得的微波背景輻射餘溫為2.726k。並在一九九二年首次測量了微波背景輻射的漲落(各向異性)。其結果顯示這種各向異性在十萬分之一的量級。約翰?馬瑟和喬治?斯穆特因領導了這項工作而獲得諾貝爾物理學獎。在接下來的十年間。微波背景輻射的各向異性被多個地麵探測器以及氣球實驗進一步研究。2000年至2001年間,以毫米波段氣球觀天計劃為代表的多個實驗通過測量這種各向異性的典型角度大小,發現宇宙在空間上是近乎平直的。
二零零三年初,wejs微波各向異性探測器(wmap)給出了它的首次探測結果,其中包括了在當時人們所能獲得的最精確的某些宇宙學參數。航天器的探測結果還否定了某些具體的宇宙暴漲模型,但總體而言仍然符合廣義的暴漲理論。此外,wmap還證實了有一片“中微子海”彌散於整個宇宙,這清晰地說明了最早的一批恒星誕生時曾經用了約五億年的時間才形成所謂宇宙霧。從而開始在原本黑暗的宇宙中發光。二零零九年五月,普朗克衛星作為用於測量微波背景各向異性的新一代探測器發射升空,它被寄希望於能夠對微波背景的各向異性進行更精確的測量,除此之外還有很多基於地麵探測器和氣球的觀測實驗也在進行中。
我們的曾經處於一個密度和溫度都無限高的狀態,稱之為奇點,從奇點膨脹的那一刻起,是一個具有無限不穩態的狀態。
因此,奇點膨脹在各個方向上總有那麽極其細微的差異。
而且從奇點暴漲開始,時間就開始產生了,由於各項的極其細微的差異。時間的產生也就也有了差異,這種差異雖然極其細微。但留待今日,則會使災難性的。
這些差異可能小到幾十億、幾百億、幾千億分之一秒,但是相對我們的宇宙無限止的暴漲,就會對這種差異無限的放大,這就是造成我們現有空間,被另一未知空間入侵的根本原因。
道家祖師老子早在兩千多年以前,就進行過先天八卦的推演,他的推演相對常人的推演大相徑庭。我們c國古代的先天八卦,實際上就是一種二進製的計算辦法,一般常人當然不可能通過八卦推演,就能演算出幾千年以後的大事件,然而,道家祖師老子具有的反中微子大腦和真芥子米內功,完全相當於現代任何一天幾百億次超級計算機,可以輕易的推演出這樣的大劫難。
還有就是他自身具有的反中微子,攜帶的宇宙奇點的“原初”信息,從奇點“原初”信息中產生的差異,推算出我們所處的平行空間,將遭受前所未有的劫難。
這次劫難,就是因為宇宙奇點在暴漲時的各向差異,以及時間在產生時的差異,造成那個未知平行空間,與我們的平行空間共同的巨大劫難,而那個未知空間為什麽會大舉入侵我們空間,想必一定是已經產生了重大的劫難,才會冒著這麽巨大的風險前來入侵。
道家祖師老子通過與古小龍,用各自的正反中微子大小周天真芥子米意念能場交流,將這些信息,包括自己所有的千古知識,全部傳達傳授給古小龍,存儲進古小龍同樣具有一顆超級計算機的大腦之中,並密令古小龍必須擔負起這一次拯救空間劫難的重任。
而就在這次拯救我們平行空間的重任時,道家祖師還交辦了一項重要的密令,那就是近期古小龍必須承接道家祖師老子的所有功力,包括反中微子大小周天真芥子米意念能場內功。
這是因為時至今日,道家祖師老子千年修行的任務已經完結,下一步拯救我們平行空間的重任,將全部落到古小龍的肩上。
隻有這樣,古小龍才具有上天入地,穿越空間的能力。
而道家祖師老子也並不是就此作出犧牲,因為他現在就是反中微子大小周天真芥子米,反中微子大小周天真芥子米就是他,反中微子大小周天真芥子米融入到古小龍體內後,道家祖師老子反而獲得了新的生命,而得到了與日月同輝天地共存的永生。
古小龍心中非常明白,道家祖師老子的安排並不是不得已的安排,而是必須這樣安排。
自己融合了道家祖師老子的反中微子大小周天真芥子米意念能場內功,就將成為一位當今藍色星球,當今偶空間內,再也找不出來的一位不世奇人,就必須承擔起這驚天動地的重任。
有道家祖師老子在一起,自己就不是一個人在承擔這天大的重任了,還有一位千古奇人,與自己一起在共同承擔,就會更有把握更有信心完成此次重任,因此,欣然的接受了這個密令。(未完待續。。)
第一百零八篇重回終南山之原初密信一
通過廣義相對論將宇宙的膨脹進行時間反演,則可得出宇宙在過去有限的時間之前,曾經處於一個密度和溫度都無限高的狀態,稱之為奇點,奇點的存在意味著廣義相對論理論在這裏不適用。
而仍然存在爭論的問題是,借助廣義相對論我們能在多大程度上理解接近奇點的物理學――可以肯定的是不會早於普朗克時期。
宇宙極早期這一高溫高密的相態被稱作“大爆炸”,這被看作是我們宇宙的誕生時期。通過觀測ia型超新星來測量宇宙的膨脹,對宇宙微波背景輻射溫度漲落的測量,以及對星係之間相關函數的測量,科學家計算出宇宙的年齡大約為137.3±1.2億年。這三個獨立測算所得到的結果相符,從而為具體描述宇宙所包含物質比例的Λcdm模型提供了有力證據。
關於大爆炸模型中極早期宇宙的相態問題,至今人們仍充滿了猜測。在大多數常見的模型中,宇宙誕生初期是由均勻且各向同性的高密高溫高壓物質構成的,並在極早期發生了非常快速的膨脹和冷卻。
大約在膨脹進行到10^-37秒時,產生了一種相變使宇宙發生暴漲,在此期間宇宙的膨脹是呈指數增長的。
當暴漲結束後。構成宇宙的物質包括誇克-膠子等離子體。以及其他所有基本粒子。此時的宇宙仍然非常熾熱。以至於粒子都在做著相對論性的高速隨機運動,而粒子-反粒子對在此期間也通過碰撞不斷地創生和湮滅,從而宇宙中粒子和反粒子的數量是相等的,宇宙中的總重子數為零。
直到其後的某個時刻,一種未知的違反重子數守恒的反應過程出現,它使誇克和輕子的數量略微超過了反誇克和反輕子的數量――超出範圍大約在三千萬分之一的量級上,這一過程被稱作重子數產生。這一機製導致了當今宇宙中物質相對於反物質的主導地位。
隨著宇宙的膨脹和溫度進一步的降低,粒子所具有的能量也普遍逐漸下降。當能量降低到1太電子伏特(1012ev)時產生了對稱破缺。這一相變使基本粒子和基本相互作用形成了當今我們看到的樣子。宇宙誕生的10^-11秒之後,大爆炸模型中猜測的成分就進一步減少了,因為此時的粒子能量已經降低到了高能物理實驗所能企及的範圍。
10^-6秒之後,誇克和膠子結合形成了諸如質子和中子的重子族,由於誇克的數量要略高於反誇克,重子的數量也要略高於反重子。此時宇宙的溫度已經降低到不足以產生新的質子-反質子對,從而即刻導致了粒子和反粒子之間的質量湮滅,這使得原有的質子和中子僅有十億分之一的數量保留下來,而對應的所有反粒子則全部湮滅。
大約在1秒之後,電子和正電子之間也發生了類似的過程。經過這一係列的湮滅。剩餘的質子、中子和電子的速度降低到相對論性以下,而此時的宇宙能量密度的主要貢獻來自湮滅產生的大量光子。少部分來自正反中微子,因為正反中微子數量極微。
在大爆炸發生的幾分鍾後,宇宙的溫度降低到大約十億開爾文的量級,密度降低到大約空氣密度的水平。
少數質子和所有中子結合,組成氘和氦的原子核,這個過程叫做“太初核”合成。而大多數質子沒有與中子結合,形成了氫的原子核。
隨著宇宙的冷卻,宇宙能量密度的主要來自靜止質量產生的引力的貢獻,並超過原先光子以輻射形式的能量密度。
在大約37.9萬年之後,電子和原子核結合成為原子(主要是氫原子),而物質通過脫耦發出輻射並在宇宙空間中相對自由的傳播,這個輻射的殘跡就形成了今天的宇宙微波背景輻射。
雖然宇宙在大尺度上物質幾乎均一分布,但仍存在某些密度稍大的區域,因而在此後相當長的一段時間內這些區域內的物質通過引力作用吸引附近的物質,從而變得密度更大,並形成了氣體雲、恒星、星係等其他在今天的天文學上可觀測的結構。
這一過程的具體細節取決於宇宙中物質的形式和數量,其中形式可能有三種:冷暗物質、熱暗物質和重子物質。
來自wmap的目前最佳觀測結果表明,宇宙中占主導地位的物質形式是冷暗物質,而其他兩種物質形式在宇宙中所占比例不超過18%。另一方麵,對ia型超新星和宇宙微波背景輻射的獨立觀測表明,當今的宇宙被一種被稱作暗能量的未知能量形式主導著,暗能量被認為滲透到空間中的每一個角落。
觀測顯示,當今宇宙的總能量密度中有72%的部分是以暗能量這一形式存在的。根據推測,在宇宙非常年輕時暗能量就已經存在,但此時的宇宙尺度很小而物質間彼此距離很近,因而在那時引力的效果顯著從而減緩了宇宙的膨脹。
但經過了幾十上百億年的膨脹,不斷增長的暗能量開始讓宇宙膨脹緩慢加速。表述暗能量的最簡潔方法是在ayst引力場方程中添加所謂宇宙常數項,但這仍然無法回答暗能量的構成、形成機製等問題,以及與此伴隨的一些更基礎問題:例如關於它狀態方程的細節,以及它與粒子物理學中標準模型的內在聯係,這些未解決的問題仍然有待理論和實驗觀測的進一步研究。
大爆炸理論的建立基於了兩個基本假設:物理定律的普適性和宇宙學原理。宇宙學原理是指在大尺度上宇宙是均勻且各向同性的。
這些觀點起初是作為先驗的公理被引入的。但現今已有相關研究工作試圖對它們進行驗證。例如對第一個假設而言。已有實驗證實在宇宙誕生以來的絕大多數時間內。精細結構常數的相對誤差值不會超過10^-5。
此外,通過對太陽係和雙星係統的觀測,廣義相對論已經得到了非常精確的實驗驗證;而在更廣闊的宇宙學尺度上,大爆炸理論在多個方麵經驗性取得的成功也是對廣義相對論的有力支持。
假設從地球上看大尺度宇宙是各向同性的,宇宙學原理可以從一個更簡單的哥白尼原理中導出。哥白尼原理是指不存在一個受偏好的觀測者或觀測位置。
根據對微波背景輻射的觀測,宇宙學原理已經被證實在10^-5的量級上成立,而宇宙在大尺度上觀測到的均勻性則在10%的量級。fl度規主條目:fl度規和空間的度規膨脹,廣義相對論采用度規來描述時空的幾何屬性,度規能夠給出時空中任意兩點之間的間隔。
這些點可以是恒星、星係或其他天體。它們在時空中的位置可以用一個遍布整個時空的坐標卡或“網格”來說明。根據宇宙學原理,在大尺度上度規應當是均勻且各向同性的,唯一符合這一要求的度規叫做flrw度規。
這一度規包含一個含時的尺度因子,它描述了宇宙的尺寸如何隨著時間變化,這使得我們可以選擇建立一個方便的坐標係即所謂共動坐標係。在這個坐標係中網格隨著宇宙一起膨脹,從而僅由於宇宙膨脹而發生運動的天體將被固定在網格的特定位置上。雖然這些共動天體兩者之間的坐標距離(共動距離)保持不變,它們彼此間實際的物理距離是正比於宇宙的尺度因子而膨脹的。
大爆炸的本質並不是物質的爆炸從而向外擴散至整個空曠的宇宙空間,而是每一處的空間本身隨著時間的膨脹,從而兩個共動天體之間的物理距離在不斷增長。
由於flrw度規假設了宇宙中物質和能量的均勻分布,它隻對宇宙在大尺度下的情形適用――對於像我們的星係這樣局部的物質聚集情形。引力的束縛作用要遠大於空間度規膨脹的影響,從而不能采用flrw度規。
大爆炸時空的一個重要特點就是視界的存在:由於宇宙具有有限的年齡。並且光具有有限的速度,從而可能存在某些過去的事件無法通過光向我們傳遞信息。
從這一分析可知,存在這樣一個極限或稱為過去視界,隻有在這個極限距離以內的事件才有可能被觀測到。另一方麵,由於空間在不斷膨脹,並且越遙遠的物體退行速度越大,從而導致從我們這裏發出的光有可能永遠也無法到達那裏。
從這一分析可知,存在這樣一個極限或稱為未來視界,隻有在這個極限距離以內的事件才有可能被我們所影響。以上兩種視界的存在與否取決於描述我們宇宙的flrw模型的具體形式:我們現有對極早期宇宙的認知意味著宇宙應當存在一個過去視界,不過在實驗中我們的觀測仍然被早期宇宙對電磁波的不透明性所限製,這導致我們在過去視界因空間膨脹而退行的情形下依然無法通過電磁波觀測到更久遠的事件。
另一方麵,假如宇宙的膨脹一直加速下去,宇宙也會存在一個未來視界。
大爆炸理論最早也最直接的觀測證據包括從星係紅移觀測到的哈勃膨脹、對宇宙微波背景輻射的精細測量、宇宙間輕元素的豐度,而今大尺度結構和星係演化也成為了新的支持證據。這四種觀測證據有時被稱作“大爆炸理論的四大支柱”。
對遙遠星係和類星體的觀測表明這些天體存在紅移――從這些天體發出的電磁**長會變長。通過觀測取得星體的頻譜,而構成天體的化學元素的原子與電磁波的相互作用對應著特定樣式的吸收和發射譜線,將兩者進行比對則可發現這些譜線都向波長更長的一端移動。
這些紅移是均勻且各向同性的。也就是說在觀測者看來任意方向上的天體都會發生均勻分布的紅移。如果將這種紅移解釋為一種多普勒頻移。則可進而推知天體的退行速度。
對於某些星係。它們到地球的距離可以通過宇宙距離尺度來估算出。如果將各個星係的退行速度和它們到地球的距離一一列出,則可發現兩者存在一個線性關係即哈勃定律:v=hd,其中,v是星係或其他遙遠天體的退行速度,d是距天體的共動固有距離,h是哈勃常數,根據wmap最近的測量結果為70.1±1.3千米/秒/秒差距。
根據哈勃定律我們的宇宙圖景有兩種可能:或者我們正處於空間膨脹的正中央,從而所有的星係都在遠離我們――這與哥白尼原理相違背――或者宇宙的膨脹是各處都相同的。
從廣義相對論推測出宇宙正在膨脹的假說。是由ylsd和qz分別在一九二二年和一九二七年各自提出的,都要早於哈勃在一九二七年所進行的實驗觀測和分析工作。宇宙膨脹的理論後來成為了建立大爆炸理論的基石。
大爆炸理論要求哈勃定律在任何情況下都成立,注意這裏v、d和h隨著宇宙膨脹都在不斷變化。對於距離遠小於可觀測宇宙尺度的情形,哈勃紅移可以被理解為因退行速度v造成的多普勒頻移,但本質上哈勃紅移並不是真正的多普勒頻移,而是在光從遙遠星係發出而後被觀測者接收的這個時間間隔內,宇宙膨脹的結果。
天文學上觀測到的高度均勻分布且各向同性的紅移,以及其他很多觀測證據,都支持著宇宙在各個方向上看起來都相同這一宇宙學原理。
二零零零年,人們通過測量宇宙微波背景輻射對遙遠天體係統的動力學所產生的影響。證實了哥白尼原理,即地球相對大尺度宇宙來說絕非宇宙的中心。
早期宇宙來自大爆炸的微波背景輻射溫度要顯著高於當今的輻射餘溫。而幾十億年來微波背景輻射均勻降溫的事實隻能被解釋為宇宙空間正在進行著度規膨脹,並排除了我們較為接近一個特殊的爆炸中心的可能。
在宇宙誕生的最初幾天裏,宇宙處於完全的熱平衡態,並伴隨有光子的不斷吸收和發射,從而產生了一個黑體輻射的頻譜。其後隨著宇宙的膨脹,溫度逐漸降低到光子不能繼續產生或湮滅,不過此時的高溫仍然足以使電子和原子核彼此分離。
因而,此時的光子不斷地被這些自由電子“反射”,這一過程的本質是湯姆孫散射。由於這種散射的持續存在,早期宇宙對電磁波是不透明的。
當溫度繼續降低到幾千開爾文時,電子和原子核開始結合成原子,這一過程在宇宙學中稱為複合。由於光子被中性原子散射的幾率很小,當幾乎所有電子都與原子核發生複合之後,光子的電磁輻射與物質脫耦。
這一時期大約發生在大爆炸後三十七萬九千年,被稱作“最終的散射”時期。這些光子構成了可以被今天人們觀測到的背景輻射,而觀測到的背景輻射的漲落圖樣正是這一時期的早期宇宙的直接寫照。隨著宇宙的膨脹,光子的能量因紅移而隨之降低,從而使光子落入了電磁波譜的微波頻段。微波背景輻射被認為在宇宙中的任何一點都可被觀測,並且在各個方向上都(幾乎)具有相同的能量密度。
一九六四年,貝爾實驗室的一台微波接收器進行診斷性測量時,意外發現了宇宙微波背景輻射的存在。他們的發現為微波背景輻射的相關預言提供了堅實的驗證――輻射被觀測到是各向同性的,並且對應的黑體輻射溫度為3k――並為大爆炸假說提供了有力的證據。pqy和wex為這項發現獲得了諾貝爾物理學獎。
一九**年,nasa發射了宇宙背景探測者衛星(cobe),並在一九九零年取得初步測量結果,顯示大爆炸理論對微波背景輻射所做的預言和實驗觀測相符合。
cobe測得的微波背景輻射餘溫為2.726k。並在一九九二年首次測量了微波背景輻射的漲落(各向異性)。其結果顯示這種各向異性在十萬分之一的量級。約翰?馬瑟和喬治?斯穆特因領導了這項工作而獲得諾貝爾物理學獎。在接下來的十年間。微波背景輻射的各向異性被多個地麵探測器以及氣球實驗進一步研究。2000年至2001年間,以毫米波段氣球觀天計劃為代表的多個實驗通過測量這種各向異性的典型角度大小,發現宇宙在空間上是近乎平直的。
二零零三年初,wejs微波各向異性探測器(wmap)給出了它的首次探測結果,其中包括了在當時人們所能獲得的最精確的某些宇宙學參數。航天器的探測結果還否定了某些具體的宇宙暴漲模型,但總體而言仍然符合廣義的暴漲理論。此外,wmap還證實了有一片“中微子海”彌散於整個宇宙,這清晰地說明了最早的一批恒星誕生時曾經用了約五億年的時間才形成所謂宇宙霧。從而開始在原本黑暗的宇宙中發光。二零零九年五月,普朗克衛星作為用於測量微波背景各向異性的新一代探測器發射升空,它被寄希望於能夠對微波背景的各向異性進行更精確的測量,除此之外還有很多基於地麵探測器和氣球的觀測實驗也在進行中。
我們的曾經處於一個密度和溫度都無限高的狀態,稱之為奇點,從奇點膨脹的那一刻起,是一個具有無限不穩態的狀態。
因此,奇點膨脹在各個方向上總有那麽極其細微的差異。
而且從奇點暴漲開始,時間就開始產生了,由於各項的極其細微的差異。時間的產生也就也有了差異,這種差異雖然極其細微。但留待今日,則會使災難性的。
這些差異可能小到幾十億、幾百億、幾千億分之一秒,但是相對我們的宇宙無限止的暴漲,就會對這種差異無限的放大,這就是造成我們現有空間,被另一未知空間入侵的根本原因。
道家祖師老子早在兩千多年以前,就進行過先天八卦的推演,他的推演相對常人的推演大相徑庭。我們c國古代的先天八卦,實際上就是一種二進製的計算辦法,一般常人當然不可能通過八卦推演,就能演算出幾千年以後的大事件,然而,道家祖師老子具有的反中微子大腦和真芥子米內功,完全相當於現代任何一天幾百億次超級計算機,可以輕易的推演出這樣的大劫難。
還有就是他自身具有的反中微子,攜帶的宇宙奇點的“原初”信息,從奇點“原初”信息中產生的差異,推算出我們所處的平行空間,將遭受前所未有的劫難。
這次劫難,就是因為宇宙奇點在暴漲時的各向差異,以及時間在產生時的差異,造成那個未知平行空間,與我們的平行空間共同的巨大劫難,而那個未知空間為什麽會大舉入侵我們空間,想必一定是已經產生了重大的劫難,才會冒著這麽巨大的風險前來入侵。
道家祖師老子通過與古小龍,用各自的正反中微子大小周天真芥子米意念能場交流,將這些信息,包括自己所有的千古知識,全部傳達傳授給古小龍,存儲進古小龍同樣具有一顆超級計算機的大腦之中,並密令古小龍必須擔負起這一次拯救空間劫難的重任。
而就在這次拯救我們平行空間的重任時,道家祖師還交辦了一項重要的密令,那就是近期古小龍必須承接道家祖師老子的所有功力,包括反中微子大小周天真芥子米意念能場內功。
這是因為時至今日,道家祖師老子千年修行的任務已經完結,下一步拯救我們平行空間的重任,將全部落到古小龍的肩上。
隻有這樣,古小龍才具有上天入地,穿越空間的能力。
而道家祖師老子也並不是就此作出犧牲,因為他現在就是反中微子大小周天真芥子米,反中微子大小周天真芥子米就是他,反中微子大小周天真芥子米融入到古小龍體內後,道家祖師老子反而獲得了新的生命,而得到了與日月同輝天地共存的永生。
古小龍心中非常明白,道家祖師老子的安排並不是不得已的安排,而是必須這樣安排。
自己融合了道家祖師老子的反中微子大小周天真芥子米意念能場內功,就將成為一位當今藍色星球,當今偶空間內,再也找不出來的一位不世奇人,就必須承擔起這驚天動地的重任。
有道家祖師老子在一起,自己就不是一個人在承擔這天大的重任了,還有一位千古奇人,與自己一起在共同承擔,就會更有把握更有信心完成此次重任,因此,欣然的接受了這個密令。(未完待續。。)