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138億年前,宇宙從一個(gè)看不見(jiàn)的奇點(diǎn),爆炸成了今天的宇宙?

在劉慈欣的小說(shuō)《朝聞道》中,宇宙的頂級(jí)文明認(rèn)為,智慧生命探索宇宙的進(jìn)程不是從發(fā)射航天器那一刻開始的,而是從有人在夜晚仰望星空的那一刻就開始了。

從伽利略自制望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)月球,到不久前詹姆斯.韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的成功發(fā)射,人類用科學(xué)方法和工具認(rèn)識(shí)宇宙的歷史,已經(jīng)有幾百年了。

有關(guān)宇宙的起源與演化,也在這幾百年的時(shí)間里慢慢成型,時(shí)至今日,科學(xué)家們已經(jīng)能大致還原宇宙大爆炸的整個(gè)過(guò)程了,從一個(gè)看不見(jiàn)的,讓所有物理定律全部失效的奇點(diǎn),爆炸膨脹成如今我們的生活的宇宙,這無(wú)疑是個(gè)很震撼的過(guò)程,但究其根本,宇宙大爆炸瞬間究竟發(fā)生了什么,才造就了今天的宇宙呢?

讓我們回到138.2億年前

此刻沒(méi)有時(shí)間,沒(méi)有空間,沒(méi)有物質(zhì),沒(méi)有我們所熟知的一切物理定律,在138.2億年前的此刻,一切都還不存在。

也許是一次偶然的量子漲落,或者是別的什么原因,“此刻”被打破了,大爆炸奇點(diǎn)開始以超光速暴漲,時(shí)空和物質(zhì)已經(jīng)物理定律,都在瞬間誕生。

大爆炸后第一個(gè)普朗克時(shí)間內(nèi),也就是10-43秒內(nèi),宇宙開始暴漲,10-35秒后,宇宙進(jìn)入暴漲期,暴漲僅持續(xù)了10-33秒,但它的大小擴(kuò)大到了原來(lái)的10^26倍,在這個(gè)時(shí)間內(nèi),暴漲速度經(jīng)歷了100次加倍,暴漲停止時(shí),物質(zhì)基本已經(jīng)穩(wěn)定在我們今天所看到的區(qū)域。

時(shí)至今日,科學(xué)家仍無(wú)法探明如此強(qiáng)大的第一推動(dòng)力究竟源于哪里,同時(shí)由于溫度逐漸冷卻,四大基本力中的強(qiáng)力從規(guī)范場(chǎng)中被單獨(dú)分離。

10-12秒時(shí),組成物質(zhì)的各種基本粒子穩(wěn)定下來(lái),宇宙中的四種基本力(引力、電磁力、弱力、強(qiáng)互作用力)也在此時(shí)從統(tǒng)一的規(guī)范場(chǎng)力中全部分離。

大爆炸10秒后,部分重元素的原子核形成,溫度此時(shí)已急劇下降到30億攝氏度,粒子已經(jīng)停止了融合再新生,宇宙中的所有基本粒子這時(shí)已經(jīng)全部產(chǎn)生。

但此時(shí)宇宙還是一片黑暗

大爆炸37萬(wàn)年后,第一束光才開始在宇宙中穿梭,宇宙也變得清澈透明起來(lái),我們現(xiàn)在所觀測(cè)的宇宙微波背景輻射就是從這里開始的,同一時(shí)刻,組成恒星的主要物質(zhì),氫原子和氦原子也開始生成。

有了氫和氦,恒星就有了出場(chǎng)的機(jī)會(huì),大爆炸后1億年,星云中的氫和氦開始坍塌成恒星,也就是不含重元素的第一代恒星,它們的最大特點(diǎn)就是質(zhì)量非常大,因此普遍只有幾十萬(wàn)年的壽命,消亡后的第一代恒星們又把核心區(qū)域孕育的重元素播撒到了宇宙中,成為了第二代恒星的一部分原料。

我們的太陽(yáng)就是一顆典型的第二代恒星,因?yàn)樗兄卦兀沁@些重元素組成了地球這樣的巖石金屬行星,組成了我們?nèi)祟惐旧恚哉f(shuō)大到地球,小到人類本身,其實(shí)都是星星的孩子。

大爆炸三億年后

數(shù)千億顆恒星組成了銀河系,但星系這種盤面狀結(jié)構(gòu)其實(shí)是不太正常的,因?yàn)榇蟊〞r(shí)的物質(zhì)分布還比較均勻,沒(méi)理由形成質(zhì)量密集的星系們,宇宙學(xué)家們目前猜測(cè),可能是宇宙大爆炸初期的量子漲落有微弱的擾動(dòng),擾動(dòng)導(dǎo)致部分區(qū)域物質(zhì)密度不均勻,在漫長(zhǎng)的歲月中不斷被放大,最后形成了類似于星系的聚集性群體。

46億年前

太陽(yáng)從第一代恒星的分子云中誕生,氫和氦在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生了核聚變反應(yīng),點(diǎn)燃了這團(tuán)能燃燒100億年的等離子體火球,45億年前,成型后的太陽(yáng)開始用引力聚攏當(dāng)年剩下的邊角料,于是地球和太陽(yáng)系其他行星便誕生了。

38億年前

地球上最早的生物出現(xiàn)了,這些叫藍(lán)藻的類群主要生活在較為溫和的海洋內(nèi),可以不斷地進(jìn)行光合作用,制造了大量氧氣,為后來(lái)出現(xiàn)復(fù)雜生命體打下了基礎(chǔ)。

180萬(wàn)年前,地球復(fù)雜生命的頂峰代表,人類出現(xiàn)了,從非洲開始一步步擴(kuò)散到全球各個(gè)地區(qū),雖然最慘的時(shí)候地球上的人類總數(shù)只有幾千人,但憑借絕頂聰明的大腦,人類還是頑強(qiáng)的延續(xù)了下來(lái),并且發(fā)展出了文明。

總體來(lái)看

如果把宇宙138.2億年的歷史縮短成24小時(shí),那么人類文明在這一天里其實(shí)就占了不到1秒鐘,可謂是彈指一揮間,但只要我們對(duì)星空永遠(yuǎn)懷有無(wú)盡的好奇心,渺小的人類也可以融入磅礴的宇宙。

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