宇宙|宇宙是如何诞生的?“无”中怎么生出“有”,探索已知的科学发现
长久以来 , 关于宇宙的起源 , 几乎每个时代的最强学者都在探索着和思考着的问题 。 而宇宙有多大这个问题 , 早在远古时代 , 我们的祖先抬头仰望星光闪烁的夜空时 , 就已经若有所思了 。 此刻 , 他心中的疑惑、好奇、猜测和如今的我们是一样的 。
不管身处哪个时代 , 人类对生命起源的好奇从来没有改变过 。
我们根据自己的想象 , 对宇宙的起源作出了各种假设 。
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几百年以来 , 科学家们对宇宙的起源进行了许多的推论和猜想 , 世界上也流传着各种宇宙起源理论 , 其中最被人广为接受的宇宙终极起源故事就是“宇宙大爆炸学说” 。
这个学说认为宇宙是由一个体积无穷小、密度无限大、无限高温度和无限多能量 , 但却比原子还小的奇点 , 以惊人的速度膨胀而来的 。
这个学说认为宇宙是突然间出现的 , 而不是一直都在 , 即是从无到有的 。
但是在20世纪中期之前 , 大部分科学家都认为宇宙是一直永恒存在的 , 没有开始也没有结束 。
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我们现在看到的和它过去一模一样 , 所以在大爆炸学说提出来的时候 , 就遭到了很多人的质疑和嘲笑 。
他们认为广阔无垠 , 拥有数千亿个星系的宇宙 , 竟然起源于一个比原子还小的奇点 , 这简直就是异想天开 。
刚开始宇宙大爆炸学说的推论确实不令人信服 , 因为它的过程更加荒谬 , 也无法用科学术语来描述 。
但是随着人类科学技术的不断发展 , 越来越多的观察数据和研究结果为它提供了强有力的证据 。
以至于“宇宙大爆炸学说”在现在成为了宇宙起源的主流学说 , 越来越多的科学家们认同了这一学说 。
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关于宇宙不断膨胀的发现 , 最早是一个叫哈珀的人用望远镜发现了一个奇特的现象 , 他发现宇宙并不是一成不变的 , 星系之间的距离在不断增大 。
远去的星系说明一件事 , 那就是宇宙的正在发生着膨胀 , 明天的宇宙将比今天的宇宙更大 。
关于宇宙的形成 , 科学家给出了这样的猜测 。
最开始的宇宙间所有物质都被压缩在一个极其微小的空间里 , 这个小点是一个高温度高密度的火球 , 由于某个原因 , 它在极短的时间里迅速膨胀爆发了 。
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科学家认为它在膨胀爆发的瞬间释放了大量辐射 , 并且至今还存留在太空中 。
在1964年 , 美国的两位科学家彭齐亚斯和威尔逊 , 捕获到了这种射线 , 由此发现了宇宙微波背景辐射 , 也就是大爆炸之后才留下来的射线 。
这个发现和上面的证据并列在一起 , 使大爆炸成为了公认的科学理论 。
根据哈勃发现的红移现象 , 科学家算出了宇宙的年龄 。
哈勃根据这个现象提出了哈勃定律 , 我们用这个定律算出了宇宙的年龄138.2亿年 。
从宇宙大爆炸理论被科学界广泛接受起 , 像哈勃望远镜这样的先进技术 , 给我们描绘着大爆炸图景和宇宙的结构 。
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而根据科学家的研究 , 宇宙的膨胀速度正在加快 。
但大爆炸在138.2亿年前到底是怎么发生的?
“无”中怎么生出“有” , 让我们来探索一下已知的科学发现 。
首先大爆炸不是一次真正意义上的爆炸 , 而是空间在瞬间向着所有方向同时地延伸 。
宇宙在最早的时候非常小 , 在短时间内膨胀到了一个足球大小 , 而在膨胀的过程中并不是向着其它地方扩张 , 而是自身在不断膨胀 。
宇宙也不能向别的地方扩张 , 因为它是没有边界的 。
根据宇宙的定义 , 它的外面是没有东西的 , 宇宙就是一切 。
在10的负32次方秒的时候 , 能量在极度高温的环境中转化成在极短时间内 , 就湮灭的粒子 。
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胶子帮助夸克形成成对夸克 , 并在极短时间内互相湮灭 。
在这个过程中可能产生了新的胶子 , 它们对其它夸克发生作用 , 再次形成了新的夸克对和胶子 。
在这种情况下 , 能量和物质不只是理论上相等 , 由于极高的温度 , 它们已经基本一样了 。
而在这时正物质战胜了反物质 , 它们成对出现的时候是会相互抵消的 , 我们能有今天的宇宙 , 一定是正物质多于反物质 。
如今 , 宇宙中几乎只有正物质 , 而没有反物质 。
在10的负9次方秒的时候 , 宇宙的直径已经膨胀到了11公里了 , 温度也随之降低 。
夸克产生并湮灭的循环突然停止了 , 从这时起 , 宇宙最早的物质就形成了 。
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这时 , 夸克开始形成新的粒子 , 比如质子和中子 , 有很多种不同的夸克组合 , 它们形成了各种类型的强子 。
但只有其中几种能维持稳定 , 不在短时间内湮灭 。
宇宙中一切诞生仅仅在1秒钟之后 , 这时宇宙已经膨胀到直径1000亿公里了 。
温度低到允许大多数中子衰变成赤子 , 并形成第一种原子“氢” 。
这是的宇宙温度有100亿摄氏度那么高 , 充满了无数的粒子和无尽的能量 。
在接下来的几分钟里 , 宇宙很快就冷却并稳定了下来 。
强子和电子组成的原子 , 让宇宙变得稳定 , 并且环境中电荷平衡 , 有人把这段时期叫做“黑暗年代” 。
因为那时的宇宙没有星星 , 而且氢原子气体阻碍了可见光的传导 。
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然而在感光生物还不存在的时候 , 讨论可见光也并没什么意义 。
随着氢原子在接下来的几百万年中聚集成团 , 在引力作用下 , 恒星和星系逐渐形成了 。
它们的辐射 , 把氢变成了等离子态 , 使得可见光可以传播 , 于是宇宙变成了今天的样子 , 宇宙终于有了光 。
【宇宙|宇宙是如何诞生的?“无”中怎么生出“有”,探索已知的科学发现】我们根本不知道在这之前到底发生了什么 , 因为在大爆炸的时间点 , 一切研究工具都会失效 , 自然规律并不存在 。
时间、空间、物质、能量也成了不靠谱的概念 , 一切事件都无法测量 , 有无从定义 。
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要想明白 , 那时发生什么 , 我们需要的是爱因斯坦相对论与量子力学的大统一理论 , 这正是现在无数科学家们共同奋斗的目标 , 但这又留给我们很多无法回答的疑问 。
以我们人类有限的智慧 , 去探讨无穷无尽的宇宙或许我们永远都不会得到这个答案 。
但我们可以知道宇宙在大爆炸中诞生了 , 产生了无数的粒子、物质、无数的恒星和行星 , 产生太阳和地球 , 孕育了你和我 。
我们都是整个宇宙中的一部分 , 虽然相对宇宙来说 , 我们渺小到微不足道 , 但存在便是意义 。 所以让我们享受在这个宇宙的每时每刻 , 直到所有疑问都被解答的那一刻 。
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