本文旨在普及宇宙大爆炸最基本的知识,讲讲宇宙大爆炸最有利的几个证据。
1.红移效应
可以从各个星系的光谱中推测出,各个星系都在离我们远去,可以推测,以前他们都是在一起的一个点。
2.宇宙中的元素
宇宙中大部分的物质都由,H,He,Li...Fe组成,(大家可以查看元素周期表),其中H,He占据了最大的比例。要形成一个更重的物质,就必须由轻的物质通过核聚变来转化,,比如He核聚变需要3-6个H,同时会释放中微子,gamma ray和正电子(如下图)
Be是由两个He核聚变形成。C是由Be+He形成......核聚变之后释放能量。越重的物质,需要越大的能量来引燃这个核聚变。(Fe开始,核聚变吸收的能量比释放的多,所以之后物质都很稀有,一般为原子中的中子衰变形成)而现在元素%分配正好符合宇宙大爆炸的高温模型。
3.宇宙微波背景辐射(CMB)
宇宙中发现的背景辐射,很可能是宇宙大爆炸时产生的。
现在解释一下红移效应的推导:
1.多普勒效应
多普勒效应由物理学家数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)在1842年首次发表。
波2个波峰之间的距离叫“波长”(左下方的wavelength)
如果那个物体在移动时,已经发出的波并不会跟着物体移动。于是叠加起来起来之后的样子。(右上图)
结果:物体移动方向的波长会变短,而物体离去方向的波长则会变长
2.红移效应
红移效应是多普勒效应中的一个现象
大家都知道,光是波。而光的颜色长是由波长决定的。可见光中,红光波长最长,紫光波长最短。