宇宙大爆炸的三大證據

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一個國際天文學家小組利用地球上最強大的望遠鏡發現，宇宙大爆炸后瞬間發生的情形和理論預言的一致，消除了二十多年來天體物理學家的困惑。在物理學和天文學中最重要的困難是，實際在天文觀測中得到的鋰-6的含量比理論值大2%，而鋰-7的含量比理論值小...

一個國際天文學家小組利用地球上最強大的望遠鏡發現，宇宙大爆炸后瞬間發生的情形和理論預言的一致，消除了二十多年來天體物理學家的困惑。
在物理學和天文學中最重要的困難是，實際在天文觀測中得到的鋰-6的含量比理論值大2%，而鋰-7的含量比理論值小3%~5%。這個嚴重的困難導致了一些奇怪的物理解釋和毫無收穫的觀測研究。
劍橋大學的天文學家Karin Lind領導的小組證明，這個持續了數十年的問題是由於觀測數據的質量不高，並且在分析鋰同位素方面過於簡化的原因。他們利用凱克天文台10米口徑的望遠鏡對古老恆星的觀測表明，宇宙大爆炸核合成理論（nucleosynthesis）所預言的鋰-6、鋰-7的含量與實際觀測並沒有衝突之處，維護了現有的宇宙大爆炸理論。
在上世紀20年代，天文學家埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）發現了宇宙膨脹。現代宇宙觀測表明，宇宙始於138億年前的一場「大爆炸」。證實宇宙大爆炸的重要基石是，宇宙中充滿了微波輻射和輕元素（light elements）的含量與大爆炸核合成理論的一致性。
在古老的恆星中精確測量鋰-6和鋰-7的含量是一個非常大的挑戰，尤其是鋰-6的含量，因為它的丰度非常低，信號特徵非常弱，只有利用像凱克天文台這樣的大型望遠鏡才能獲得想要的觀測數據。
高質量的天文觀測和精細的理論模型相互印證，最終解決了困擾在粒子物理學和天文學中的困難。
宇宙大爆炸的三大證據：
第一個支柱是愛因斯坦的廣義相對論。在它出現之前的近300年裡，牛頓理論一直是天文學幾乎所有分支的基礎。從地球到星系，不論在什麼尺度下，牛頓理論都能準確預言物體的運動狀態。但是，對於無窮大的物質集合，牛頓理論就完全不適用了。廣義相對論突破了這個局限。1916年，愛因斯坦公布了廣義相對論，並且提出了一個包含宇宙學常數的簡單方程，用來描述宇宙。此後不久，荷蘭物理學家威廉·德西特（Willem de Sitter）就求出了方程的一個解。德西特的結果似乎與當時人們公認的宇宙圖景完全一致：宇宙是被廣袤且永恆不變的虛空包圍着的一座宇宙島。
宇宙學家們很快意識到，這種永恆不變的靜止狀態是一種誤解。事實上，德西特的宇宙會永遠膨脹下去。比利時物理學家喬治·勒邁特（Georges Lema tre）後來證明，愛因斯坦的宇宙學方程預言，宇宙要麼膨脹，要麼收縮，無限、均勻、永恆不變的宇宙不可能存在。後來被人稱為「大爆炸」的理論，就是在這個觀點的基礎上產生的。

[圖擷取自網路，如有疑問請私訊]