自然辩证法复习题现代标准宇宙论是什么?依据何在

2023-01-14 08:04

1个回答
标准宇宙论是宇宙起源于130亿年前的一次大爆炸,大爆炸初期经历过一次暴涨,宇宙以远大于光速的速度向外扩张。

标准宇宙的数学模型由引力场方程确定,基本假设为宇宙学原理,即宇宙在大尺度上均匀且各向同性,在此基础上可以证明满足宇宙学原理的宇宙空间几何只能是平直,三维球面或者是三维双曲面。根据观测大致确定我们的宇宙空间上是平直的,当然整体时空非平直,为共形平直的。宇宙度规中空间项前面乘有一个函数,叫做尺度因子,该因子决定了宇宙的演化。求出共形平直度规的爱因斯坦张量进而求出能动张量(含待定式尺度因子),令其等于8πTab即可确定尺度因子的式子,因为宇宙物质的能动张量必然取ρUaUb+p(gab+UaUb)的形式。

暴涨理论的提出源于均匀性疑难和平直性疑难,前者说的是宇宙早期粒子视界体积远小于宇宙真实体积,但最后宇宙物质却是均匀分布;后者说的是宇宙现在极度接近平直,但早期宇宙的演化很难得出这个结论。后来用暴涨理论圆满解决了这两个疑难。

关于暗物质和暗能量,前者是观察远方星系发现其种物质的运动没有按照牛顿运动定律,于是人们认为存在大量不参与电磁相互作用的物质,它不会被我们观测到,却对运动产生了影响。关于暗物质尤其是主导作用的重子暗物质人们至今没有观测到。后者是为了解释宇宙加速膨胀而引入一种假想的负压强的物质,因为其能动张量的形式和电磁辐射一致因而取名叫暗能量,实际上暗能量是一种物质。爱因斯坦曾为了得到静态宇宙解引入宇宙常数的概念,即添加一项负压强的物质项来抵消某种效应让宇宙变得静态,然而后来哈勃发现宇宙在膨胀,于是爱因斯坦宣布宇宙常数的引入是他一生中最大的错误。然而现在发现宇宙常数很可能与暗能量有关,虽然其实测值比理论值小太多
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