世界上最伟大的科学家——霍金

3.开天辟地——宇宙大爆炸理论

想象中的宇宙大爆炸图

宇宙大爆炸理论是认识星系的基本天体知识。

人类对于宇宙的认识是随着人类文明的进步和科学技术的发展而逐步加深的，并开始科学地探讨宇宙的起源。20世纪初期，科学家提出了“宇宙大爆炸理论”。

提出并完善这一理论的代表人物是伽莫夫和霍金。大爆炸理论的主要观点是：我们的宇宙有开端，是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。很久很久以前，宇宙还是一个质量非常大但体积非常小的点。突然这个点爆炸了，中子、质子、电子产生了。这时的温度高达100亿度以上。随着这个点的迅速膨胀，其温度也逐渐降低，这些基本粒子就形成了各种元素。这些物质微粒相互吸引、融合，形成越来越大的团块。这些团块又逐渐演化成星系、恒星、行星，在个别的天体上还出现了生命现象，形成了宇宙。时空从这一刻开始，物质和能量也由此产生。这就是目前有关宇宙历史最可能的一种解释。最初那次爆发就被称为“宇宙大爆炸”。这一关于宇宙起源的理论，形成了 “宇宙大爆炸理论”。

宇宙大爆炸理论在它诞生前后得到了一系列天文观测事实的支持，是有实际依据的。星系红移、微波背景辐射、宇宙元素的丰度、宇宙的年龄等都是大爆炸理论的重要证据，尤其星系红移就是宇宙膨胀的反映，微波背景辐射就是宇宙大爆炸高温的直接遗迹。这些观测事实都使宇宙大爆炸理论越来越受到世人的关注。

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你知道伽莫夫和霍金吗

（1）伽莫夫

美籍苏联物理学家。1904年3月4日生于俄国敖德萨，1928年获列宁格勒大学博士学位后去西欧，在丹麦哥本哈根大学理论物理研究所及英国剑桥大学卡文迪什实验室（师从著名物理学家玻尔和卢瑟福），以及列宁格勒大学、巴黎居里研究所、密执安大学、华盛顿大学、加利福尼亚大学伯克利分校、科罗拉多大学从事研究和教学工作。

伽莫夫（1904—1968）

1934年伽莫夫移居美国，任乔治华盛顿大学教授。1956年任科罗拉多大学教授，直至1968年8月20日逝世于美国科罗拉多州的博尔德。

伽莫夫在许多科学领域都作出重大贡献。在原子核物理方面，1928 年他提出“a衰变”理论；1936年他提出了“β”衰变的“伽莫夫特勒选择定则”。在宇宙论中，1948年后他与勒梅特一起最早提出了天体物理学的“大爆炸”理论 ，指出宇宙起源于原始的热核爆炸，化学元素依次产生于大爆炸后的中子俘获过程。在生物学方面，提出遗传密码的概念，对此后遗传理论的迅速发展起了很大促进作用。

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（2）霍金

霍金是当今世界最富盛名的科学家，也是当代最重要的广义相对论和宇宙论家，被称为在世的最伟大的科学家，还被人们称为“宇宙之王”。

霍金

1942年他出生于英国牛津。1959年，17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学，随后转读剑桥大学研究宇宙学。1963年他被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症，即运动神经病。当时医生诊断他只能活两年。他虽然活下来了，但在往后数十年逐渐全身瘫痪并失去了说话能力。

20世纪70年代，他与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。他还证明了黑洞的面积定理，即随着时间的增加，黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的熵联系在一起。1973年，他考虑黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，辐射的温度和黑洞质量成反比；这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，它以最后一刻的爆炸而告终。这就是著名的“黑洞理论”，为今后人们研究宇宙和星系开辟了新的广阔空间。

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大质量的黑洞