广东商学院 选修 科学逻辑 宇宙大爆炸学说 论文.doc

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广东商学院答题纸(格式二)
课程科学逻辑 20 12 -20 13 学年第一学期
成绩评阅人
评语:
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(题目)
我看宇宙大爆炸——科学逻辑分析
(正文)
经过一个学期的学习,我的脑海中灌输了很多科学逻辑的分析方法,对于宇宙大爆炸,经过收集各方面资料,我是赞同这个理论的,通过查阅资料,我总结的观点如下:
宇宙大爆炸是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。
比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化。
我的论据有四个,包括哈勃定律和宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射、原始物质丰度和星系演变和分布。具体如下:

第一个论据是哈勃定律和宇宙膨胀。对遥远星系和类星体的观测表明这些天体存在红移——从这些天体发出的电磁波波长会变长。通过观测取得星体的频谱,而构成天体的化学元素的原子与电磁波的相互作用对应着特定样式的吸收和发射谱线,将两者进行比对则可发现这些谱线都向波长更长的一端移动。这些红移是均匀且各向同性的,也就是说在观测者看来任意方向上的天体都会发生均匀分布的红移。如果将这种红移解释为一种多普勒频移,则可进而推知天体的退行速度。对于某些星系,它们到地球的距离可以通过宇宙距离尺度来估算出。如果将各个星系的退行速度和它们到地球的距离一一列出,则可发现两者存在一个线性关系即哈勃定律:v=HD。其中v是星系或其他遥远天体的退行速度,D是距天体的共动固有距离,H是哈勃常数, ± 千米/秒/秒差距,根据哈勃定律我们的宇宙图景有两种可能:或者我们正处于空间膨胀的正中央,从而所有的星系都在远离我们——这与哥白尼原理相违背——或者宇宙的膨胀是各处都相同的。从广义相对论推测出宇宙正在膨胀的假说是由亚历山大·弗里德曼和乔治·勒梅特分别在1922年和1927年各自提出的,都要早于哈勃在1929年所进行的实验观测和分析工作。宇宙膨胀的理论后来成为了弗里德曼、勒梅特、罗伯逊、沃尔克等人建立大爆炸理论的基石。
 大爆炸理论要求哈勃定律在任何情况下都成立,注意这里v、D和H随着宇宙膨胀都在不断变化(因此哈勃常数H实际是指“当前状态下的哈勃常数”)。对于距离远小于可观测宇宙尺度的情形,哈勃红移可以被理解为因退行速度v造成的多普勒频移,但本质上哈勃红移并不是真正的多普勒频移,而是在光从遥远星系发出而后被观测者接收的这个时间间隔内,宇宙膨胀的结果。
天文学上观测到的高度均匀分布且各向同性的红移,以及其他很多观测证据,都支持着宇宙在各个方向上看起来都相同这一宇宙学原理。2000年,人们通过测量宇宙微波背景辐射对遥远天体系统的动力学所产生的影响,证实了哥白尼原理,即地球相对大尺度宇宙来说绝非宇宙的中心。早期宇宙来自大爆炸的微波背景辐射温度要显著高于当今的辐射余温,而几十亿年