长久以来,关于宇宙的起源,几乎每个时代的最强学者都在探索着和思考着的问题。而宇宙有多大这个问题,早在远古时代,我们的祖先抬头仰望星光闪烁的夜空时,就已经若有所思了。此刻,他心中的疑惑、好奇、猜测和如今的我们是一样的。
不管身处哪个时代,人类对生命起源的好奇从来没有改变过。
我们根据自己的想象,对宇宙的起源作出了各种假设。
几百年以来,科学家们对宇宙的起源进行了许多的推论和猜想,世界上也流传着各种宇宙起源理论,其中最被人广为接受的宇宙终极起源故事就是“宇宙大爆炸学说”。
这个学说认为宇宙是由一个体积无穷小、密度无限大、无限高温度和无限多能量,但却比原子还小的奇点,以惊人的速度膨胀而来的。
这个学说认为宇宙是突然间出现的,而不是一直都在,即是从无到有的。
但是在20世纪中期之前,大部分科学家都认为宇宙是一直永恒存在的,没有开始也没有结束。
我们现在看到的和它过去一模一样,所以在大爆炸学说提出来的时候,就遭到了很多人的质疑和嘲笑。
他们认为广阔无垠,拥有数千亿个星系的宇宙,竟然起源于一个比原子还小的奇点,这简直就是异想天开。
刚开始宇宙大爆炸学说的推论确实不令人信服,因为它的过程更加荒谬,也无法用科学术语来描述。
但是随着人类科学技术的不断发展,越来越多的观察数据和研究结果为它提供了强有力的证据。
以至于“宇宙大爆炸学说”在现在成为了宇宙起源的主流学说,越来越多的科学家们认同了这一学说。
关于宇宙不断膨胀的发现,最早是一个叫哈珀的人用望远镜发现了一个奇特的现象,他发现宇宙并不是一成不变的,星系之间的距离在不断增大。
远去的星系说明一件事,那就是宇宙的正在发生着膨胀,明天的宇宙将比今天的宇宙更大。
关于宇宙的形成,科学家给出了这样的猜测。
最开始的宇宙间所有物质都被压缩在一个极其微小的空间里,这个小点是一个高温度高密度的火球,由于某个原因,它在极短的时间里迅速膨胀爆发了。
科学家认为它在膨胀爆发的瞬间释放了大量辐射,并且至今还存留在太空中。
在1964年,美国的两位科学家彭齐亚斯和威尔逊,捕获到了这种射线,由此发现了宇宙微波背景辐射,也就是大爆炸之后才留下来的射线。
这个发现和上面的证据并列在一起,使大爆炸成为了公认的科学理论。
根据哈勃发现的红移现象,科学家算出了宇宙的年龄。
哈勃根据这个现象提出了哈勃定律,我们用这个定律算出了宇宙的年龄138.2亿年。
从宇宙大爆炸理论被科学界广泛接受起,像哈勃望远镜这样的先进技术,给我们描绘着大爆炸图景和宇宙的结构。
而根据科学家的研究,宇宙的膨胀速度正在加快。
但大爆炸在138.2亿年前到底是怎么发生的?
“无”中怎么生出“有”,让我们来探索一下已知的科学发现。
首先大爆炸不是一次真正意义上的爆炸,而是空间在瞬间向着所有方向同时地延伸。
宇宙在最早的时候非常小,在短时间内膨胀到了一个足球大小,而在膨胀的过程中并不是向着其它地方扩张,而是自身在不断膨胀。
宇宙也不能向别的地方扩张,因为它是没有边界的。
根据宇宙的定义,它的外面是没有东西的,宇宙就是一切。
在10的负32次方秒的时候,能量在极度高温的环境中转化成在极短时间内,就湮灭的粒子。
胶子帮助夸克形成成对夸克,并在极短时间内互相湮灭。
在这个过程中可能产生了新的胶子,它们对其它夸克发生作用,再次形成了新的夸克对和胶子。
在这种情况下,能量和物质不只是理论上相等,由于极高的温度,它们已经基本一样了。
而在这时正物质战胜了反物质,它们成对出现的时候是会相互抵消的,我们能有今天的宇宙,一定是正物质多于反物质。
如今,宇宙中几乎只有正物质,而没有反物质。
在10的负9次方秒的时候,宇宙的直径已经膨胀到了11公里了,温度也随之降低。
夸克产生并湮灭的循环突然停止了,从这时起,宇宙最早的物质就形成了。
这时,夸克开始形成新的粒子,比如质子和中子,有很多种不同的夸克组合,它们形成了各种类型的强子。
但只有其中几种能维持稳定,不在短时间内湮灭。
宇宙中一切诞生仅仅在1秒钟之后,这时宇宙已经膨胀到直径1000亿公里了。
温度低到允许大多数中子衰变成赤子,并形成第一种原子“氢”。
这是的宇宙温度有100亿摄氏度那么高,充满了无数的粒子和无尽的能量。
在接下来的几分钟里,宇宙很快就冷却并稳定了下来。
强子和电子组成的原子,让宇宙变得稳定,并且环境中电荷平衡,有人把这段时期叫做“黑暗年代”。
因为那时的宇宙没有星星,而且氢原子气体阻碍了可见光的传导。
然而在感光生物还不存在的时候,讨论可见光也并没什么意义。
随着氢原子在接下来的几百万年中聚集成团,在引力作用下,恒星和星系逐渐形成了。
它们的辐射,把氢变成了等离子态,使得可见光可以传播,于是宇宙变成了今天的样子,宇宙终于有了光。
我们根本不知道在这之前到底发生了什么,因为在大爆炸的时间点,一切研究工具都会失效,自然规律并不存在。
时间、空间、物质、能量也成了不靠谱的概念,一切事件都无法测量,有无从定义。
要想明白,那时发生什么,我们需要的是爱因斯坦相对论与量子力学的大统一理论,这正是现在无数科学家们共同奋斗的目标,但这又留给我们很多无法回答的疑问。
以我们人类有限的智慧,去探讨无穷无尽的宇宙或许我们永远都不会得到这个答案。
但我们可以知道宇宙在大爆炸中诞生了,产生了无数的粒子、物质、无数的恒星和行星,产生太阳和地球,孕育了你和我。
我们都是整个宇宙中的一部分,虽然相对宇宙来说,我们渺小到微不足道,但存在便是意义。所以让我们享受在这个宇宙的每时每刻,直到所有疑问都被解答的那一刻。
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