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万物起源——宇宙大爆炸

万物起源,宇宙大爆炸,这个理论认为宇宙突然生成并且大小有限。直到20世纪中叶,大多数科学家还认为宇宙体积无限大,年龄无限长,直到爱因斯坦的相对论,让我们对重力有了更好的理解。埃德温哈勃发现星系正在以符合推测的方式,彼此之间相互远离。1964年,宇宙微波背景辐射这一早期宇宙的遗留意外被发现,这一发现与其他观测证据一起使大爆炸理论成为了被接受的科学理论。自此以后,类似于哈勃望远镜之类的先进科技给我们提供了大爆炸和宇宙结构的优质图像。

最近的观察结果甚至揭示了宇宙的膨胀正在加速,那么宇宙大爆炸到底是什么样的呢?如何才能无中生有呢?让我们一起探索下已知的理论,现在我们可以忽略掉最开始的部分。首先,宇宙大爆炸并不是一场爆炸,而是所有的空间同时向所有方向伸展,刚开始宇宙非常非常小,接着很快就变成一个足球场那么大,宇宙并没有膨胀成任何东西,宇宙只是膨胀成它自己。

宇宙不能膨胀成任何东西,因为宇宙没有边界,从定义上说宇宙并没有”外面”,宇宙就是所有的一切,在这个高温且致密的环境中,能量会变为只能存在一瞬间的粒子。成对儿的夸克从这些胶子中诞生,并且可能在生成更多的胶子后相互湮灭,它们与其他转瞬即逝的夸克相互作用,再次生成新的夸克和胶子。

能量和物质并不只在理论上等价,在如此热的环境中,它们完全就是一样的东西。在这个时间段的某一刻,物质战胜了反物质。今天我们身边都是物质,并且几乎完全没有反物质。不知为何,物质与反物质的比例是十亿零一比十亿。不同于宇宙中庞大的终极力量,现在它在不同的规则下运行时有几个精确的版本,宇宙的直径已经伸展到了10亿千米,导致温度下降。夸克诞生然后转变成能量的过程突然停止了,致使我们现在接触到的都是当今存在的东西。

因此夸克开始形成新的粒子——强子,例如质子和中子。夸克还有很多很多的组合,可以形成所有种类的强子。但只有极少数可以长久稳定存在下去,请停下来惊叹一下,因为从一切的起源开始直到现在只过去了一秒钟,已经长到直径1,000亿千米的宇宙。温度已经低到足够使大部分中子衰减成质子,并生成第1个原子——氢原子。你可以把真实的宇宙想象成一锅极烫的热汤,足有100亿摄氏度,其中充满了无数的粒子和能量,几分钟之后温度下降,并且很快稳定下来,然后强子和电子形成原子,创造出一个稳定的电中性环境。

由于没有恒星,氢气也不允许可见光透过,所以有人把这段时间称作黑暗时代,但没有有眼睛的生物存在,又如何定义可见光呢?那是因为数百万年后氢气聚合成云,万有引力向其施以巨大的压力,然后恒星和星系开始形成,它们的辐射使氢气分解成等离子体,它们至今依然弥漫在宇宙中,并且允许可见光通过,所以最后就有了光。

好吧,那么我们之前没有提到的那部分呢?在刚开始时发生了什么呢?这个部分可以被定义为大爆炸,我们完全不知道这时发生了什么,在这个时间点上,我们所有的理论都无效了,自然规律崩溃,时间本身也变得混乱。为了了解这时发生了什么,我们需要一个能将爱因斯坦相对论和量子力学结合起来的理论,无数科学家正在为此奋斗,这也给我们留下了许多不能回答的问题。在我们的宇宙之前还有另一个宇宙吗?这是第一个且唯一一个宇宙吗?是什么引起了宇宙大爆炸?还是说它就因为一些未知的法则自然而然的发生了?

我们不知道,可能永远也不会知道,但我们知道我们已知的宇宙至此开始产生了粒子,星系,恒星,地球和你我。因为我们是由死去的恒星构成,所以我们并不是和宇宙分开的,我们就是宇宙的一部分。你甚至可以说我们是宇宙体验自己的一种方式,所以让我们继续体验他吧,直到我们再无疑问。那些破解不了的谜题在不远的未来也终将会解开!好了,本期的分享就到这里了。喜欢太空探索的朋友们点个关注,点个赞。我们下期再见!

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