科普|深邃的宇宙（天文科普）
（龙震南 文）
每天晚上，当我们仰望星空时，看到星光璀璨，繁星点点，犹如无数珍珠，悬浮在九霄云外；又似无数神眼腑视人间，赐予幸福平安。九天之上，有嫦娥奔月，夸父追日，七星北斗，牛郎织女，隔河相望……诸如此类神话传说，脍炙人口，妇孺皆知，亘古相传。总之，深邃的太空，承载着人类千百年来的浪漫想象和无限瑕想……由此，激起了人们对宇宙的探索、研究，开启了天文学的新篇章。
人类身处宇宙之中，那么，宇宙到底是什么？这是一个宽泛而宏大的问题，不是一两句话、一两篇文章、一两个故事或一两个理论就能说清的。宇宙的浩瀚，总是超乎人类的想象。我们中国是最早产生天文学的国家之一，古人对“宇宙”一词的理解是：“四方上下曰宇，往古来今曰宙，”含义：时间和空间。现在，我们知道宇宙就是包括一切时间、空间和物质的总称。
在远古时期，原始人类在具备了思维能力之后，仰望天空，看到日升月落，斗转星移，昼夜交替现象，便引发了思考。这一切如何发生，天上的事物究竟是什么？从一个模糊概念，激起了人类的好奇心，更激励着一代代人不断地探索、研究。
那么，宇宙是如何产生的呢？何种形状？建立哪种模型？它会否消亡？等等。这是一个复杂、深奥的问题，围绕这个问题，总是困扰着我们。宇宙中的物质和它们各种表现形式一直在不断运动、发展、演化，像迷一样的多姿多彩、不可思议。
古往今来，人们认识宇宙有个漫长过程。现在，就从我们中国古代说起，我们的祖先认为宇宙是“天圆地方”的，并建立了盖天说、浑天说和宣夜说三种。盖天说“天圆如张盖，地方如棋局；”诗曰：“天似穹庐，笼盖四野。”接着“浑天说”认为，“天圆如弹丸，地如鸡子中黄，”通俗来讲，宇宙像是鸡蛋，地球是蛋黄。后来，宣夜说又诞生了，它最早出现于战国时期，如《列子·天瑞篇》所说：“日月星宿亦积气中之有光耀者。”特别是到了西晋，又出现了一位学者叫杨泉，他著了一部《物理论》，书中有一段对宇宙的精彩描述：“日月众星，自然浮生于虚空之中，其行其止，皆须气焉；”他说：“夫天，元气也，皓然而已，无他物焉。”《物理论》在思辨性的自然哲学中提出：“气发而升，精华上浮，宛转随流，名之曰天河，一曰云汉，众星出焉。”这一论述与现代对银河系的描述不谋而合，而且十分精辟独到。我们再看古代印度，他们认为宇宙结构“大象龟蛇说，”含意：一个大海里有一只乌龟，乌龟驮着四只大象，大象驮着一块陆地，陆地上有座高高的山峰，中间有条巨蟒缠绕。这都是古代先人对宇宙的看法和想象。从托勒密的地心说到哥白尼的日心说，再到宇宙大爆炸学说，经历了漫长而艰辛的过程。
现在，我要介绍的是现代人对宇宙的描述和看法。从伽利略到牛顿时期，人们对宇宙认识有了科学依据，普遍认为，宇宙是无限而永恒的，在空间上没有范围，在时间上没有开始和结束，它是平直的。首先提出宇宙大爆炸理论的是比利时物理学家勒梅特，最初是由一个体积极小，质量极大的宇宙原子的大爆炸产生的。1929年，美国科学家埃德温.哈勃观测到“红移现象，”这一发现，最具里程杯意义。
不管往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去。换言之，宇宙正在不断膨胀。这意味着，在早先星体相互之间更加靠近。事实上，似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻，它们刚好在同一地方，所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸时刻，当时宇宙无限紧密。1942年，美国宇宙学家伽莫夫就开始酝酿并创建了宇宙大爆炸的理论模型。到了1948年，他的研究成果基本成熟，于是发表了一篇了不起的论文，详细阐述了宇宙大爆炸理论。
宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，由一个最初极小致密的点，在巨大的高温高压下，产生了大爆炸，万事万物诞生了。宇宙出现了物质、时间和空间，大爆炸使物质四散出去，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，在一定条件下，物质又重新组合，从而形成了星系、恒星、行星和生命。与大爆炸相关的一些原理，就是物理学家们所说的量子物理、核物理，但是因为整个体系在不断膨胀，温度逐渐下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为气体。气体在引力作用下，逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星、星系、行星和生命，最终形成我们如今所看到的宇宙。支持大爆炸理论的最强有利证据是后来观测到的宇宙背景辐射。请看下图：
文章图片
宇宙大爆炸示意图
宇宙起源经历了三个阶段：一：宇宙创生阶段：它是宇宙诞生的起点，大约在137亿年前大爆炸的奇点，此时的宇宙具有极高温度、密度和压力；接下来很快进入普朗克时代，大爆炸后的10的负34次方秒，温度下降到10的32次方K，密度为每立方米10的93次方千克；很快到了大统一时期，也就是10的负35次方秒，温度为10的28次方K，引力、电磁作用力、强作用力、弱作用力四大作用力统一为一体；进入强子时期，是10的负6次方秒，温度为10的14次方K；进入轻子时期，是10的负2次方秒，温度为10的12次方K；此时，从四大作用力中分离出来，粒子开始出现，原子尚未形成。
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