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作者Epsilon.bbs@ptt.cc (我是EPS) 看板: astronomy
標題Re: [問題] 幾個宇宙學問題
時間批踢踢實業 (2008/05/14 Wed 16:07:27)
※ 引述《lplgvg11 (lance)》之銘言:
: 最近在做Astronomy的group report, 題目是The Big Bang
: 老師要求除了介紹The Big Bang Theory還有支持的證據之外
: 還要講到Density Parameter,Inflationary Period和宇宙的未來,大小,年齡
: 1.在我組員做的介紹The Big Bang Theory的地方
:   他所讀的資料提到,Big Bang Theory是以廣義相對論和Cosmological Principle為基礎
:   然後Hubble依據他的觀察提出的理論
:   但是我所做的Inflationary Period所讀到的資料說的是
:   因為The Big Bang不能解釋為什麼宇宙那麼平坦,各向同性...etc
:   也就是不能解釋為什麼宇宙符合cosmological principle
:   所以才有人提出了Inflationary Period來修補
:   看起來我們兩個人的部份好像有衝突到,請問是哪個對呢?或是該怎麼解釋??

你說到修補兩字就擊中重點了.
最早最早版本的big bang確實有很多缺點, 不能解釋很多事,
所以冒出了個inflation,
inflation是big bang之後, 宇宙膨漲時的一個特殊時期,
所以所謂的inflation, 在現在的觀點來看,
其實已經被吸收到big bang理論裡了,
他是big bang的一部份, 並不是一個與big bang理論對抗的理論.

龜毛一點的會說big bang只是宇宙最一開始的時候,
然後接下來是inflation,
二者合在一起才是現行的標準宇宙論,
但實際上, 在不那麼講究的時候,
現在人們講的big bang, 就已含有inflation了.

: 2.關於Density Parameter
:   資料中提到因為現在觀測到宇宙是很平坦的 (因為被Inflationary Period拉平?)
:   所以Density Parameter應該接近1
:   但是又說觀測到的所有質量+黑暗物質   算出來的Density Parameter也遠小於1

觀測得到與觀測不到的質量, 含黑暗物質,
加起來約是0.3, 是小於1沒錯.

:   所以又說因為這樣宇宙會不斷的膨脹下去
:   那麼請問現在公認的Density Parameter到底是多少呢?
:   如果遠小於1, 宇宙應該是擁有一個挺大的負曲率不是嗎?

問題就在宇宙並不只含有質量而已,
真空含有能量, 也就是黑暗能量,
它的density parameter是約0.7.

宇宙的總質能秘度是0.3+0.7, 約是1,
所以宇宙很可能是平坦的.

這邊說的都是大約而已.
不過目前的測量誤差大概也有10%那麼好了.

再細究的話,
黑暗能量目前正讓宇宙加速膨漲,
看來是會讓宇宙一直不斷加速膨漲下去,
但密度等於1的宇宙好像不該加速膨漲吧?
膨漲應該無窮減速下去但又不至於讓宇宙塌縮.
這個矛盾怎麼解決? 還是我認知錯誤?
我不知道. 期待高人回答.

: 3.在計算宇宙的大小時,資料中說到
:   "最直觀的方法是把宇宙年齡乘上光速"
:   請問這個直觀是從哪邊來的呢?

嚴格說來, 這是可觀測的宇宙的大小.
在宇宙的年齡內, 光最多就是走這麼遠,
更遠的宇宙就算存在, 也觀測不到.

:   後面又提到
:   "但是因為宇宙一直在膨脹,所以實際大小要大的多"
:   這部份的邏輯一直沒有想通
: 4.最後我們得到的資料說   宇宙的半徑是78 billion light years
:   那這個半徑意味著的又是什麼呢?

不知道. 我甚至不知道這78 Gly是怎麼算出來的.

要注意的是, 在大尺度下, 距離的概念是非常偏離直覺的,
每當提到一個距離, 都要指明是何種距離,
請參考我很久以前寫的: http://tinyurl.com/6buxg9

如果是comoving distance的話,以現在所知最佳的宇宙論參數,
從現在到宇宙年齡無窮小, comoving distance是約47 billion ly,
這裡有個東西可以玩一玩, 有興趣的話:
http://www.astro.ucla.edu/%7Ewright/CosmoCalc.html

:   是說宇宙是個三維體積有限,半徑為78 billion light year的球且有球心
:   還是說宇宙是個在四維有限,但是三維可以循環
:   也就是說走了78*2 billion light years (直徑)之後
:   會回到出發點呢? (像處在球體表面上的二維生物)

以上四行是你過度推測.

: 問題很多,還請各位板友幫忙了,感謝
: 如果需要我補充的我會再補充
: 再獻上一個感謝

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    孩子, 看到那蒼藍的小點了嗎?

    那是我們的家......

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