宇宙大爆炸

宇宙是如何誕生的？也許從人類誕生以來就一直思考這個問題。

早先，人類一直都認(rèn)為宇宙是靜態(tài)和永恒的。古希臘哲學(xué)家亞里士多德相信，宇宙已經(jīng)存在了無限久遠的時間，它沒有開端，也不會有終點。即使在上世紀(jì)初，大部分人也都認(rèn)為，時間和空間是絕對的，它們獨立于宇宙之外，時間從無限的過去流向無限的未來；空間博大無邊，沒有疆界，沒有止境，所有的物質(zhì)———星系、恒星、行星和衛(wèi)星都在這個絕對的時空中，在萬有引力的統(tǒng)治下按部就班地運行著。

倘若這時候有人跳出來說：“不不，宇宙不是這樣的，我們都錯了。宇宙有一個起點，它產(chǎn)生于一次大爆炸。”人們會怎樣呢？是驚訝或不屑，還是贊同呢？事實上，這就是大爆炸理論產(chǎn)生后人們表現(xiàn)出的各種反應(yīng)。1948?年，美籍俄裔物理學(xué)家、天文學(xué)家喬治·伽莫夫在《物理評論》上發(fā)表文章，指出宇宙是由溫度極高、密度極大、體積極小的物質(zhì)迅速膨脹而成的，其過程猶如一次大爆炸。

而伽莫夫也并不是第一個提出這種觀點的人。早在1932年，比利時天文學(xué)家喬治·勒梅特就提出了類似的理論，他說宇宙起源于一個原子的放射性裂變。裂變使物質(zhì)向四周散開，形成了今天的宇宙。但伽莫夫把廣義相對論引入宇宙學(xué)，提出了熱大爆炸宇宙學(xué)模型，使宇宙大爆炸理論得以豐富和完善。

哈勃望遠鏡觀測到的宇宙中的星系團

依照現(xiàn)代科學(xué)理論，綜合此前的研究成果，大爆炸理論宣揚的宇宙誕生的偉大時刻可以這樣描述：

那是137.5?億年前的某一天，科學(xué)家們將那一天稱為“沒有昨天的一天”，宇宙在一個類似爆炸的急速膨脹中誕生了。爆炸發(fā)生于一個科學(xué)家們稱為“奇點”的時空邊緣，“奇點”不是宇宙，卻是宇宙的出處，是一種無形的、無限小的存在。在爆炸發(fā)生之前，一切都不存在，包括時間和空間。在這之后，宇宙開始拼命地膨脹，并“制造”出各種各樣的東西：恒星、星系、星云，以及生命和文明……

大爆炸一發(fā)生，新生的宇宙便開始變涼、變稀。大爆炸后0.01?秒，宇宙的溫度高得驚人，約為1000?億攝氏度，這時的宇宙處在一片混沌之中，其主要成分為光子和中微子。1?秒，宇宙溫度下降到100?億攝氏度。由于密度減小，溫度下降，光子通過反應(yīng)變成了電子，進而又聚合成了中子和質(zhì)子。之后13.8?秒，宇宙溫度為30?億攝氏度，中子和質(zhì)子已能形成像氘、氚、氦那樣穩(wěn)定的原子核，化學(xué)元素開始形成。3?分鐘后，宇宙溫度下降到了10?億攝氏度，宇宙中出現(xiàn)了氫。有了氫和氦，宇宙便具備了最主要的原材料，宇宙的雛形由此形成。宇宙就這樣僅用了3?分多鐘的時間構(gòu)建了它宏偉大廈的雛形。下一步，它將用氫和氦去創(chuàng)造燦爛的恒星和星系了。

30?萬年后，宇宙中的中性原子開始形成，其溫度已降到3000?攝氏度，絕大多數(shù)自由電子在化學(xué)作用下被束縛在了中性原子中。至此，宇宙的主要成分還是氣態(tài)，但隨著溫度的進一步下降，它們慢慢地凝聚成密度較高的氣體云，這些氣體云又進一步聚攏成各種恒星和星系，經(jīng)歷了大約140?億年的演化后，宇宙終于形成了今天我們看到的樣子。大爆炸理論雖然解釋了宇宙起源的一些現(xiàn)象，但它面臨的挑戰(zhàn)也是層出不窮的，仍然有諸如暗物質(zhì)、暗能量等等大爆炸理論暫時無法解釋地現(xiàn)象。

對人類而言，回答宇宙起源這個問題原本就是一次對人類思維能力的極限挑戰(zhàn)，因為宇宙太遼闊、太久遠了，而人類在宇宙中的存在又是如此的渺小和短暫，試圖回答這種終極問題就仿佛是一個小矮人在和一頭巨獸進行著無謂的搏斗。然而，人類不懈的努力是有價值的，因為他們一直在接近真理。

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參考文章：

始于烈焰——宇宙大爆炸理論誕生始末

https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/kx24xs/201211/t20121130_324280.html