宇宙的開端

《創(chuàng)世紀(jì)》記載著上帝創(chuàng)造天地的故事盹憎∩盖停“1:3神說,要有光陪每,就有了光影晓。”結(jié)合天文物理學(xué)最新研究檩禾,上帝眼中的“就”挂签,對(duì)于我們這些凡人,是多少時(shí)間盼产?是立刻饵婆?是轉(zhuǎn)頭瞬間?還是一根煙的功夫戏售?都錯(cuò)了侨核。答案是38萬(wàn)年。

38萬(wàn)年灌灾?對(duì)搓译!讓我們把時(shí)鐘回?fù)苤?37億年之前,看看這“就”如何和38萬(wàn)年劃上等號(hào)的紧卒。

1侥衬、奇點(diǎn)。宇宙現(xiàn)在不斷加速膨脹跑芳,這個(gè)無限空間又是無限時(shí)間的宇宙從哪里來轴总?就是從奇點(diǎn)來的,宇宙的初始點(diǎn)就是奇點(diǎn)博个。奇點(diǎn)是一種沒有固定形狀的怀樟、沒有體積的不可思議的存在。在那個(gè)點(diǎn)盆佣,沒有時(shí)間沒有空間往堡,質(zhì)量無限大。讓科學(xué)家撓頭無奈的是共耍,在奇點(diǎn)任何物理學(xué)定律都失效虑灰,無論是量子力學(xué)還是廣義相對(duì)論。此時(shí)痹兜,溫度也是無限高穆咐。

2、普朗克時(shí)間,只能想象对湃。奇點(diǎn)開始的大爆炸崖叫,到一個(gè)時(shí)間點(diǎn)之后,科學(xué)家們才有了自信拍柒,那個(gè)時(shí)間點(diǎn)就是普朗克時(shí)間——10^-43秒心傀。這個(gè)時(shí)間已是小的難以想象,意思是時(shí)間量子的最小間隔(量子以光速運(yùn)動(dòng)的最小距離拆讯,沒有比量子更小的基本單位脂男,也沒有比光速更快的速度,因此沒有比普朗克時(shí)間更小的時(shí)間往果,也沒有比普朗克長(zhǎng)度更短的距離)疆液。普朗克時(shí)間之后,量子力學(xué)開始起支配作用了陕贮。此時(shí)宇宙的溫度為10^+30K(開爾文)堕油,溫度高的也是難以想象。

3肮之、10^-43秒至秒10^-6掉缺,物理四力。10^-43秒至秒10^-6之間戈擒,宇宙在暴漲眶明,此時(shí)的宇宙是一鍋沸騰的粒子湯——富含著夸克、輕子筐高、玻色子以及它們的反物質(zhì)同胞搜囱。這時(shí)間段內(nèi)溫度雖隨著暴漲在急速下降,但依然達(dá)到萬(wàn)萬(wàn)億K柑土,這種溫度讓這些粒子無法結(jié)合在一起蜀肘,粒子們都是孤身游蕩、相互亂撞稽屏。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)扮宠,我們最熟悉的引力第一個(gè)掙脫了原本統(tǒng)一的自然力,變成了一種獨(dú)立的力狐榔;在10^-35秒時(shí)坛增,電弱力和強(qiáng)核力出現(xiàn);10^-12秒時(shí)薄腻,電弱力分解為電磁力和弱核力收捣。哈哈,宇宙的四種基本力齊了庵楷,這些基本力塑造了甚至可以說說掌控了我們的現(xiàn)在坏晦。到10^-6秒,溫度下降至10^+12K。

4昆婿、10^-6秒至1秒,正反強(qiáng)子湮滅蜓斧。這段時(shí)間仓蛆,宇宙繼續(xù)迅速暴漲,溫度快速下降至10^+9K挎春,這個(gè)萬(wàn)億級(jí)的溫度已經(jīng)無法操控夸克了看疙,所有的夸克很快都搶到了舞伴,組成了重粒子家族直奋,稱為強(qiáng)子能庆,夸克到強(qiáng)子的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了質(zhì)子和中子。在此時(shí)間段內(nèi)的這鍋湯里脚线,發(fā)生了正反物質(zhì)的湮滅:強(qiáng)子和反強(qiáng)子(反物質(zhì))相碰立即湮滅搁胆,有趣的是,由于目前尚不清楚的原因邮绿,物質(zhì)略微超過反物質(zhì)渠旁,對(duì)應(yīng)每10億個(gè)反強(qiáng)子,有(10億+1)個(gè)強(qiáng)子船逮,因此顾腊,正反物質(zhì)湮滅的結(jié)果是:1/10億幸存的強(qiáng)子,最終成為了星系挖胃、恒星杂靶、行星和我們?nèi)祟悺H绻?dāng)時(shí)正反物質(zhì)完全相等酱鸭,那么我們將不會(huì)存在吗垮。

5、1秒至2分鐘凛辣,正反電子湮滅抱既。此時(shí)宇宙溫度從10^+9K下降至10^+6K,滾燙的宇宙依然能夠烹飪電子扁誓。剛才(這個(gè)剛也是夠短的)正反強(qiáng)子湮滅及遇到的情況防泵,現(xiàn)在輪到正反電子了。在10億次里只有一個(gè)電子出現(xiàn)——物質(zhì)和反物質(zhì)自殺盟約遺留的孤獨(dú)的幸存者蝗敢。與此同時(shí)捷泞,質(zhì)子和其他質(zhì)子及中子發(fā)生熔合,形成原子核寿谴。到2分鐘時(shí)锁右,宇宙里誕生的原子核90%是氫核,10%是氦核,其他的物質(zhì)可以忽略不計(jì)咏瑟。

6拂到、2分鐘到38萬(wàn)年,等待可見光码泞。在這漫長(zhǎng)(只是對(duì)我們來說很漫長(zhǎng))的時(shí)間里兄旬,氫核、氦核余寥、電子领铐、光子組成的粒子湯發(fā)生了許多變化,在這依然沸騰的湯里宋舷,電子自由的在光子之間游蕩绪撵,來回撞擊它們。宇宙的溫度逐步降低到3000K以下祝蝠,這些自由就突然停止了音诈,原子核捕獲了電子,形成了原子续膳。光子等了38萬(wàn)年改艇,終于沒有什么東西可以阻擋它們了,它們光芒萬(wàn)丈坟岔,開始隨著宇宙膨脹而自由翱翔——可見光終于不受束縛的撒腿狂奔谒兄,充斥著整個(gè)宇宙。

7社付、38萬(wàn)年至今承疲,可見光變?yōu)槲⒉ākS著宇宙膨脹鸥咖,這些光子的能量變得越來越低燕鸽,到今天它們已經(jīng)變成了微波,遍布于整個(gè)宇宙啼辣。我們的肉眼是看不見微波的啊研,因此在我們眼里,宇宙里除了點(diǎn)點(diǎn)星辰鸥拧,絕大部分是漆黑一片党远。微波可以用專門的緊密儀器去測(cè)量,2003年富弦,科學(xué)家們繪制了“宇宙微波背景輻射圖”沟娱,圖像顯示了大爆炸38萬(wàn)年之后的宇宙景象。注意時(shí)間點(diǎn)腕柜,是38萬(wàn)年之后的宇宙济似,而不是大爆炸至今矫废。

回到開頭,上帝創(chuàng)造天地砰蠢,說要有光蓖扑,到真正出現(xiàn)我們可見的光,實(shí)際是過了38萬(wàn)年娩脾。當(dāng)然赵誓,當(dāng)時(shí)開辟宇宙時(shí)上帝見到的光,到現(xiàn)在已經(jīng)變?yōu)槲⒉ㄊ辽蓿覀冎荒苡脤iT儀器去測(cè)量和感知了。

如果覺得難理解幻枉,就看下圖碰声。下圖是宇宙誕生的簡(jiǎn)易圖,橫軸是時(shí)間熬甫,縱軸是溫度胰挑。

由此想到:

1、我們是多么幸運(yùn)椿肩。我們都是1/10億的幸存粒子組成的瞻颂,我們的周邊任何物質(zhì)都是當(dāng)時(shí)1/10億的幸存粒子組成的,感嘆之余郑象,我們是否應(yīng)珍惜當(dāng)下贡这,珍惜所擁有的,感受一切的美好厂榛?

2盖矫、我們是多么無知。雖然宇宙大爆炸理論是通過量子力學(xué)和廣義相對(duì)論等論證和推演出來的击奶,好像已經(jīng)非常厲害辈双,但面對(duì)浩瀚的宇宙,我們是否意識(shí)到自身的渺泄窭湃望?面對(duì)普朗克時(shí)間,我們是否意識(shí)到還有無數(shù)的無知領(lǐng)域需要我們?nèi)ヌ剿鳎?/p>

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