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138億年前,宇宙從一個看不見的奇點,爆炸成了今天的宇宙?
2021/12/27
2021/12/27

從伽利略自製望遠鏡觀測月球,到不久前詹姆斯.韋伯太空望遠鏡的成功發射,人類用科學方法和工具認識宇宙的歷史,已經有幾百年了。

有關宇宙的起源與演化,也在這幾百年的時間裡慢慢成型,時至今日,科學家們已經能大致還原宇宙大爆炸的整個過程了,從一個看不見的,讓所有物理定律全部失效的奇點,爆炸膨脹成如今我們的生活的宇宙,這無疑是個很震撼的過程,但究其根本,宇宙大爆炸瞬間究竟發生了什麼,才造就了今天的宇宙呢?

讓我們回到138.2億年前

此刻沒有時間,沒有空間,沒有物質,沒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,或者是別的什麼原因, 「此刻」被打破了,大爆炸奇點開始以超光速暴漲,時空和物質已經物理定律,都在瞬間誕生。

大爆炸後第一個普朗克時間內,也就是10-43秒內,宇宙開始暴漲,10-35秒後,宇宙進入暴漲期,暴漲僅持續了10-33秒, 但它的大小擴大到了原來的10^26倍,在這個時間內,暴漲速度經歷了100次加倍,暴漲停止時,物質基本已經穩定在我們今天所看到的區域。

時至今日,科學家仍無法探明如此強大的第一推動力究竟源于哪裡,同時由于溫度逐漸冷卻,四大基本力中的強力從規范場中被單獨分離。

10-12秒時,組成物質的各種基本粒子穩定下來,宇宙中的四種基本力(引力、電磁力、弱力、強互作用力)也在此時從統一的規范場力中全部分離。

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

但此時宇宙還是一片黑暗

大爆炸37萬年後,第一束光才開始在宇宙中穿梭,宇宙也變得清澈透明起來,我們現在所觀測的宇宙微波背景輻射就是從這裡開始的,同一時刻,組成恒星的主要物質,氫原子和氦原子也開始生成。

有了氫和氦,恒星就有了出場的機會,大爆炸後1億年,星雲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,它們的最大特點就是質量非常大,因此普遍只有幾十萬年的壽命, 消亡後的第一代恒星們又把核心區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。

我們的太陽就是一顆典型的第二代恒星,因為它含有重元素,而正是這些重元素組成了地球這樣的岩石金屬行星,組成了我們人類本身,所以說大到地球,小到人類本身,其實都是星星的孩子。

大爆炸三億年後

數千億顆恒星組成了銀河系,但星系這種盤面狀結構其實是不太正常的,因為大爆炸時的物質分佈還比較均勻,沒理由形成質量密集的星系們,宇宙學家們目前猜測,可能是宇宙大爆炸初期的量子漲落有微弱的擾動,擾動導致部分區域物質密度不均勻,在漫長的歲月中不斷被放大,最後形成了類似于星系的聚集性群體。

46億年前

太陽從第一代恒星的分子雲中誕生,氫和氦在高溫高壓環境下發生了核聚變反應, 點燃了這團能燃燒100億年的等離子體火球,45億年前,成型後的太陽開始用引力聚攏當年剩下的邊角料,于是地球和太陽系其他行星便誕生了。

38億年前

地球上最早的生物出現了,這些叫藍藻的類群主要生活在較為溫和的海洋內,可以不斷地進行光合作用,製造了大量氧氣,為後來出現複雜生命體打下了基礎。

180萬年前,地球複雜生命的頂峰代表,人類出現了,從非洲開始一步步擴散到全球各個地區,雖然最慘的時候地球上的人類總數只有幾千人,但憑藉絕頂聰明的大腦,人類還是頑強的延續了下來,並且發展出了文明。

總體來看

如果把宇宙138.2億年的歷史縮短成24小時,那麼人類文明在這一天裡其實就占了不到1秒鐘,可謂是彈指一揮間,但只要我們對星空永遠懷有無盡的好奇心,渺小的人類也可以融入磅礴的宇宙。

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