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宇宙缘起,其中的科学真理应该成为我们的感恩节主题

所有我们真实的一面都没什么好羞愧的,恰恰相反,我们该十分感激有这么一面。我们都存在这么一面,然而跟整个宇宙相比,它却是微不可见的,这要求宇宙将我们带到一个我们有可能生存的地方。

我们知道的关于我们存在的一切都要归功于比我们在地球生存还要久远的某物的起源这会让我们相信。是的,我们在地球上的经历是事实,这源自于数十亿年前第一个原始细胞的自我复制,它的遗体被编码在今天存在的每一个生物的核酸内,为我们带来了一个显著且丰富的自然历史

地球上如果没有这过去四十亿发生的事,我们每个人对于我们是数万亿生物的后代都无从说起,更不会存在。

       

     

图片来源:维基共享用户Crion

今天我们大多人会吃的火鸡可能是我们的第160000000代表亲,其中一些还经历了50000000次进化。我们的基因历史可能从那时候就已经大大不同了,但在那的很长一段时间之前,我们的血统是一样的。

另外,组成我们的同样的原子——也就数百万年前组成我们祖先的原子——在我们的行星诞生时它就已经在了,一些是45亿年前。

       

     

图片来源:欧洲航天局/罗塞塔号探测器

那么那些原子都来自何处呢?

实际上,我们在地球上发现的所有原子:氮、氧、碳、铁、硅、硫、镍、镁,还有钙——我们星球上超过99%(以质量算)曾在恒星里面经历了它整个生命周期,耗尽它所有的核燃料,最终在一次壮观的超新星爆炸中死亡。

       

     

图片来源:美国航空航天局/喷气推气实验室-加州理工学院/ S. Stolovy(卫星状况中心/加州理工学院)

燃尽的燃料来自前几代的恒星,它们的存在和消亡创造了几乎所有的重元素——每个单一的原子重于三号元素锂——依旧存在于今天的宇宙。一些元素甚至还经历了额外的处理,被宇宙射线炸得四分五裂,或者在两个中子星的碰撞中形成!

但是需要几代的恒星的生存和灭亡,然后融合的原子会循环进入富含未燃烧的氮氢元素的恒星形成区,产生我们这样的恒星系统,包括岩质行星还有形成生命的主要成分。

       

     

图片来源:美国航空航天局/喷气推气实验室-加州理工学院

为了使那些星群存在、燃烧、重新利用它们的元素,并且最终形成历代包含行星、重元素和生命,首先,这需要一个充满大质量星系的宇宙,载满能够形成行星的轻元素。

       

     

图片来源:美国航空航天局,欧洲航天局,M. Postman(STScI),和CLASH团队

星系本身,巨大的宇宙螺旋、椭圆和不规则的物体,是数十亿甚至万亿有着太阳质量的物质的集合,是在万有引力下运行的一个充满物质的宇宙的礼物,包括暗物质的存在了阻止重元素的逃逸。结合宇宙的历史,一些不完全均匀密度的小波动,还有广义相对论和万有引力确保你会得到一个有着数千亿星系的宇宙,并且每个星系平均包含数千亿颗行星。

在最初的九十亿年,行星的形成,星系的合并和成长,奠定了形成我们太阳系还有我们称之为家的行星的基础,这需要整个宇宙,包括我们不断膨胀的时空,以及支配一切的物理定律来完成。

       

     

图片来源:美国航空航天局,欧洲航天局,哈勃遗产团队(STScI / AURA);J·Blakeslee

令人惊讶的是——如果你愿意从扩展时空和物理定律开始——一个看起来跟我们很像的宇宙,包括星团、星系、恒星、行星、重元素,很可能生命也是难免的。并且整个宇宙都是不可避免的。

       

     

图片来源:美国航空航天局,欧洲航天局,和哈勃遗产(STScI/AURA)-欧洲航天局/哈勃合作

所以不要因为自己无关紧要而惭愧,而是感谢你所拥有的一切,感谢你如何成长起来的伟大故事!

十一月的第四个星期四,作为美国的感恩节,一个一年一度的丰收节、一个人们庆祝许多事情的盛宴,尤其是生活中遇到的好事,虽然我有许多我个人要感激的,包括跟我搭档Jamie(我在感恩节遇到的人)在一起的九年美好岁月、将近八年在《始于一场爆炸》这里跟你们分享宇宙(包括近期一起在《福布斯》的时间),但关于我们来自哪的故事,所有人都知道,并且是我们都会感激的事。

       

     

图片来源:公共领域照片

祝你们所有人感恩节快乐——不管你们是否会庆祝感恩节——愿你们的生命中充满值得感恩的美好事物,无论是今天还是一年中所有的日子!

作者: Ethan Siegel Senior Contributor

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