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2003 年 10 月 19 日

人類對於宇宙的科學認知 (19) : George Gamow 的大霹靂學說
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 20 世紀初, 愛因斯坦 廣義相對論 中表示, 如果宇宙的形狀像個封閉的圓球, 那它一定正在 膨脹 或正在收縮。 20 世紀初,哈柏 (Edwin P. Hubble,1889 - 1953) 在觀察星系的運動時, 現在遠方的星系裡的星體, 絕大多數遠方的星系有遠離我們的現象, 星系並不僅對地球上的觀測者有遠離的現象,而且彼此相互間也呈現遠離的現象。 這種遠離的現象純粹是沿者觀測者觀測的徑向方向的膨脹,旋轉的運動並不明顯。 在遙遠的星系遠離的速度大致上可用方程式 v = H0 r 來表示, 式中 v 是星系遠離的速度,r 是星系與我們的距離, H0 稱為「哈柏常數 (Hubble constant)」, 約每百萬秒差距每秒 50 - 100 公里間 (或約每秒 6 萬公里,即真空中光速的 1 / 15 )。 而且沒有任何跡象顯示,速度隨距離的增加有減緩的趨勢,因此可以說宇宙正向四面八方膨脹著, 這和愛因斯坦在 廣義相對論中的推導見解相吻合。

        21 世紀初至今觀測結果發現,宇宙膨脹的速度不但沒有減緩,反而是呈現加速膨脹的現象。 為什麼會有如此的加速膨脹現象呢? 1930 年, 喬治•加墨 (George Gamow ,1904 - 1968 ,上照片) 與同事 Ralph Alpher 闡述宇宙的由來是起源於一次的「大霹靂 (Big Bang)」。 1949年, 喬治•加墨 進一步依據理論推導預測, 宇宙會有隨大霹靂而膨脹開約絕對溫度 5 度的殘餘能量散佈在整個空間中。 到了 1964 年,Amo Penzias 和 Robert Wilson 終於發現了絕對溫度約 2.7 度的 「宇宙背景輻射 (Cosmic Background Radiation) 」, 因而宇宙起源於 大霹靂 學說得以廣被接受。

明日主題 : 人類對於宇宙的認知 (20) : Robert Wilson 與 Arno Penzias 宇宙背景的微波輻射
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主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
                          諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                  王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
                                                       蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)


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