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第三章 宇宙起源(二)(1 / 2)
现在我们都知道。随着现代科学技术的发展,哈勃证明了银河系不是宇宙唯一的星á,并非产生于天才的头脑。

大约2000年前๩,天上也不是只有500่0多颗๣星星,亚里士多德和托勒密建立了宇宙”地心说”模型。现代望远镜能&#,哥白尼发现了”日຅心说”模型,认为太阳是宇宙的中ณ心,推翻了”地心说”,

人类对宇宙的,宇宙在膨胀。

大约10่0年前,人类对宇宙的认识更新的越来越快。今天我们知道,人们认为ฦ地球是宇宙的中心,

大约5๓00年前๩。每个星系平均包含大约1้000亿颗๣恒星。

哈勃还发现了星系红移即星系飞离我们,换句话说,宇宙在膨胀。太阳也๣不是,尤其最近一百年、十年,牛顿ู和爱因斯ั坦的理论都可以推导出这个结论,但是宇宙永恒不变的观念如此之深的影响着科学家,直到哈勃观测分析发现宇宙在膨胀。[1]

宇宙在膨胀,换句话说,明天的宇宙比今天大,今天的宇宙比昨天大,昨天的宇宙比前天大。如果时间往以前推,以前的宇宙是小的,再往以前๩推,宇宙更小更小,最终宇宙变成一个点。

大约1้0年前,科学家计算出宇宙的年龄,宇宙起源于1้37亿年前的一次大爆炸(根据2013年的数据,宇宙年龄为ฦ1้3๑82亿年),宇宙的开端是一个点。[2]

我们暂时离开宇宙大爆炸这个ฐ话题๤,先看一看与这个ฐ话题有关的常识。生活中许多人都给自行车打过气,打气筒使用后会变热,这是由á于打气筒内的空气被压缩,体积变小,外界对气体做功,气体内能增加,温度就升高。反之ใ,气体自由á膨胀,温度就降低。宇宙也是如此,当宇宙体积膨胀,温度就下降;当宇宙体积缩小,温度就升高。

由á于宇宙正在膨胀,现在我们把时间往前推移,今天、昨天、前天、前前天,那么宇宙体积越来越小,温度就越来越高,宇宙再变小,温度再升高,直到大约137亿年前,宇宙变成一个点(科学家把该点称为奇点)แ,它的体积无຀限小,密度和温度无限高。我们可以想象,当自行车、手机、电å脑、笔、桌椅放进高温的炼钢炉时的情景,一切都被熔๶化。同样,宇宙中ณ的星系、行星、卫星、陨石等在温度无限大的奇点处都会被”熔化”,一切都”熔๶化成质子、中ณ子、电å子、光子、中微子等微粒。

现在我们再按照ั时间的顺序而不是逆时间来看宇宙起源。大约1้3๑7亿年前๩,宇宙起始于大爆炸奇点。随着宇宙的膨胀,辐射温度的降低,大约在大爆炸后0่01秒,温度为ฦ1้000亿度,宇宙大多数成份为ฦ光子、电子、中ณ微子和他们的反粒子,还有一些质子和中子。

在以后三分钟,当宇宙冷却至大约10亿度时,质子和中ณ子开始形成氢、氦、锂其他轻元素า的核。

几十万年以后,当温度降至几千度,电å子缓慢下来,被轻核捕获,形成原子。

10亿年以后,物质团形成星体、恒星和元星系。恒星开始形成重核,例如碳、氧等。

1948๖年,伽莫夫和阿尔法合作的论文中,首先提出宇宙大爆炸早ຉ期密度和温度无限大,论文作出惊人的预ไ言,从这一非常热的早期阶段来的辐射,迄今为止还应留แ在宇宙周围。但是它的温度已经降低到เ零下2๐7๕1้3๑摄氏度即27๕开尔文。

1965年,彭齐亚斯和威แ尔逊观察到宇宙背景辐射,证实了他们的预言。19๗78年获诺贝尔奖。[3]

宇宙背景辐射,简单的说,就是宇宙大爆炸留下的证据。即13๑7๕亿年前,宇宙起源于一个奇点,该点体积无限小,温度无限高,经过13๑7亿年的膨胀,温度降低。科学家经过计算得出,宇宙温度比绝对零度(零下2๐73๑摄氏度)高几度。准确的说是宇宙大爆炸热辐射今天还在宇宙周围,但是它的温度已经降低到零下27๕13摄氏度即27๕开尔文。[4]

当然,这里说的”大爆炸并非生活中ณ的爆竹、*的爆炸,只是科学家提出的一种能够解释宇宙起源的一种模型。

但是,宇宙137亿年前是个奇点,如果我们要深入思考的话,就会有很多问题๤:奇点是怎么เ来的?奇点之外是什么?根据爱因斯坦广义相对论知道,时空已被弯曲。再请问:138๖亿年前、300亿年前๩宇宙又是怎样的呢?科学家得出奇点处科学定律已๐经失效。于是科学家把奇点以前从科学范畴中ณ割除。还有人提出宇宙奇点是无຀中ณ生有的、自给自足的,而我更愿意相信宇宙是神๰创造的。

注释:

[1้]ຓ史蒂芬霍金列ต纳德蒙洛迪诺著《时间简史》(เ普及版),吴忠超译,湖南科学技术出版社,20่15๓年7月,第45-50页ษ。

[2]李杰信著《宇宙起源》北京:科学普及出版社2๐0155๓,第16๔1้页。

[3]ຓ史蒂芬霍金著《果壳中ณ的宇宙》,吴忠超译,湖南科学技术出版社,20่15年1้2月,第78๖页。

[4]史蒂芬霍金列ต纳德蒙

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