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  • 研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    网友提问:“据你所知,最毫无用处的科学研究项目是什么?”

    回答:“据我所知,最无用处的科学研究大概是寻找‘大统一理论’。我们的工作或许就是去了解宇宙大爆炸的最初时刻。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    “这是物理学乃至整个科学世界最有广度和最令人激动的两个问题。我试着从有用、无用两个角度来回答‘什么是最无用处的科学研究?’——包括回答什么是最有‘实际应用价值’的科学研究。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    “部分科学家认为,我们无法总是预测科学研究的实际应用价值。此言中的,但是多数时候,我们能够预测。举例说,我们知道凝聚态物理学的研究工作能够带来更好的电子设备,譬如笔记本电脑和手机;而核物理学的研究工作,能够开拓在能源和医学方向的应用,譬如劳伦斯(注:诺贝尔物理学奖获得者,和该问题的回答者理查德·穆勒,同来自加尼福尼亚伯克利分校),早期对回旋加速器的研究的资金,几乎全部来自他自己的医疗项目;事实上,他用放射疗法挽救了自己的母亲的生命,而他的母亲活得比他还长。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    “基于上述长远的科学发展观和众多的名人事例,我不禁认为,对蝴蝶效应的研究,较之对宇宙大爆炸的研究,更有可能改善我们的日常生活。

    “然而另一方面,对许多人而言,了解生命起源和世界的运作方式比拥有一部更好的手机产品更重要。如果这种快乐是有用的,那么粒子物理学和宇宙学的研究工作也是有用的。”

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    宇宙大爆炸理论是目前普遍认同的,可观测的,从“已知最早的时期”到后来的大规模演化的宇宙学模型。

    该模型描述了宇宙是如何从一个极端高密度和高温状态下开始膨胀,并对一系列现象提供了全面的解释,包括解释丰富的轻元素(注:原子序数10至20的元素)和宇宙微波背景辐射(CMB),甚至是大尺度结构和哈勃定律(星系的退行速度与它们和地球的距离成正比的定律)。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    如果用已知的物理定律把观测到的结果在时间轴上做反向推导,能够推测的是,在一个极端的高密度的时期之前,存在一个和大爆炸有直接关联关系的奇点。当然,目前的认知还不足以确定奇点是否从宇宙诞生之初便存在。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    自从乔治·勒梅特(注:1894-1966,生于比利时,宇宙学家)在1927年首次指出宇宙的膨胀可以追溯到一个最初的奇点以来,科学家们便在他的思想基础上发展了宇宙膨胀理论。科学界曾经一度被分成两种不同的理论:大爆炸理论和稳恒态理论。但是大量的实验论据有力地支持大爆炸理论,而大爆炸理论现在已经被普遍接受。

    1929年,根据对红移现象的分析,埃德温·哈勃得出结论,星系正在漂移。这是宇宙膨胀的重要观测证据。

    1964年,宇宙微波背景辐射被发现,这是支持热大爆炸理论的重要证据,因为它在被发现之前就预测了宇宙中背景辐射的存在。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    已知的物理定律可以详细地计算宇宙在极端高密度和极端高温度时太初状态的特征。已知的宇宙膨胀速率的测量数据表明,大爆炸发生在大约138亿年前,这已经被认为是宇宙的年龄。

    在最初的膨胀之后,宇宙冷却到足以形成亚原子粒子和后来的原子。这些原始元素(主要是氢,还有一些氦和锂)形成的巨大云团,在重力作用下聚合,最终形成了早期的恒星和星系,这些恒星和星系的后代直至今天仍然可见,天文学家还观测了这些星系周围的引力效应。

    研究宇宙大爆炸有什么实际应用价值?

    宇宙中的大多数物质似乎都是以暗物质的形式存在,大爆炸理论和各种观测现象表明,它们并不是已知的重子物质(原子)。当下尚不知道暗物质究竟是什么,而近期对超新星红移的测量表明,宇宙正在加速膨胀,这或许是因为暗物质是主要推动力。

    参考资料

    1.WJ百科全书

    2.天文学名词

    3. forbes- Zzzeng

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