bbt 为何“大爆炸理论”被认为是一种“理论”而非事实?
部分原因是它(大爆炸理论)目前还不能解释所有的观测数据。大爆炸理论能够比其他主流理论解释更多的观测数据,但还是存在最终可能必须修改甚至作废该理论的误差,假设未来的测量证实了这些误差不是源自我们所用的测量工具所致的话。
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大爆炸理论预言了宇宙中应该只存在很少的由大量比氦重的元素组成的红矮星,因为大多数这类恒星都被认为是在大恒星和其他过程创造出许多更重的元素之前的一段时间里产生的。根据我们的测量,几乎没有任何红矮星不含此类“金属”元素(重元素),为了从某种程度上解释这种现象,我们甚至对该理论做了修改,但即使是改进后的红外望远镜观测也只是证实了这种差异与基于大爆炸理论的预测相距甚远。
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还有一个隐藏的假设是,定义我们宇宙的常数在历史上从未改变过。如果确实如此,你可能就不能像大爆炸理论现在在做的一样用哈勃常数沿时间线回溯推论宇宙之前的状态。在过去20年间物理界达成了一个共识,那就是宇宙精细结构常数(宇宙中被认为最不可变的事实之一)已经在过去的数十亿年间发生了改变(我们通过测量数十亿秒差距外的类星体得知)。这太令人难以置信了以至于多个研究团队试图挑战它,但其结果反而是几乎完全确认了这个结论。
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如果光速也发生了变化,这将对解释更古老/遥远的宇宙规模产生巨大影响,导致宇宙的年龄可能截然不同。讨论这种可能性是有点犯忌讳的,因为神创地球论者会利用这点来证明他们所谓宇宙要年轻得多(6000至10000年)的理论的正确性。因此,这种想法在主流研究机构中并未得到足够的关注。尽管如此,还是有很多同样基于大爆炸理论的假想的研究,不能彻底考虑清楚,如果其他相关尺度因素已经发生了改变,为什么光就总能在遥远的宇宙中始终“错误地”呈现出相同的速度。
举个例子,一只鼻涕虫以每小时10米的速度前行了1公里,从某种视角来衡量,与另一只更大的鼻涕虫以每小时1公里的速度前行100公里表现得没有什么不同。在没搞清楚你距离上述场景有多远的基本常数/参数之前,你事实上是没法知道物体的运动速度的。好吧,我扯得有点远了……
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受寻找最古老的红矮星时使用的观测设备性能所限,除非它们离我们很近,我们或许无法发现年龄大于140亿年上下的红矮星,因此有关“不存在更古老的红矮星(大爆炸理论认为这是不可能的)”的争论很可能是不正确的。令人信服的是,我们从未观测到这些恒星处于它们一生中更加晚期的,更年老的,更蓝更亮的时期(至少我们自认为没发现过)。
大爆炸理论需要为涉及到暗物质的星系自旋曲线提供一个合理的解释,而不是仅仅因为你觉得宇宙足够古老了就可以假设有足够多的古老的燃烧殆尽的恒星、中子星和黑洞提供引力以维持星系不致因自旋而解体。在大爆炸理论体系下,宇宙的年龄还不足够长以集聚如此多的物质。科学家曾利用引力透镜效应做过几次尝试,用来探测这些物体,但是没有一次能够证明他们的一部分是由这些不可见的物质组成。我个人在对暗物质的认知上曾经历了一段艰难的时光,感觉换种理论来解释大爆炸比解释清楚暗物质还要容易的多……
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该模型还预测,大质量星系不应该是在大爆炸之后形成的,然而我们观察到太空深处,我们继续观察到的大质量星系越来越悠久。几乎每年都会有一个新星系让科学家震惊。同样,暗物质经常被用来调整大爆炸理论,使这些星系更快地合并。暗物质再次填补了空隙。
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最近有两个黑洞碰撞,经检测,产生的天体有142倍太阳的质量,其大小很难通过大爆炸理论前的时代来解释(大爆炸理论下并非不可能,但它使得一直以来对黑洞形成的假设理论得以改观,预测模型的结果需要加快解释黑洞的形成和碰撞…或者需要添加暗物质…保持与大爆炸理论的一致。
注:我已经迫不及待地想要用詹姆斯·韦伯太空望远镜去发现那些遥远到不得不用修正后大爆炸理论解释的星系。
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