這漫天星河,還有我們腳下的地球,到底是怎么來(lái)的?科學(xué)家們追了幾百年,現(xiàn)在最主流的答案藏在三個(gè)字里,大爆炸。
故事得從138億年前說(shuō)起。那時(shí)候的宇宙不是現(xiàn)在這樣浩瀚無(wú)垠,而是擠在一個(gè)小到無(wú)法想象的點(diǎn)里,密度高到離譜,溫度熱到?jīng)]邊,連我們現(xiàn)在熟悉的物理規(guī)律在這兒都失效了。突然有一天,這個(gè)點(diǎn)炸開(kāi)了,宇宙就這么開(kāi)始了它的膨脹之路。你可以把它想象成吹氣球,一開(kāi)始只是個(gè)小不點(diǎn),瞬間就咻地變大,這就是科學(xué)家說(shuō)的暴脹階段,短短一瞬間就完成了指數(shù)級(jí)的膨脹。
膨脹沒(méi)停下,但節(jié)奏慢了下來(lái)。爆炸后的3分鐘里,宇宙開(kāi)始包餃子,質(zhì)子和中子湊在一起,形成了氫和氦這些最輕的元素。現(xiàn)在宇宙里氫占73%、氦占25%的比例,就是那時(shí)候定下的規(guī)矩,后來(lái)的恒星再怎么努力也改不了這個(gè)基本盤(pán)。又過(guò)了38萬(wàn)年,宇宙溫度降到了3000開(kāi)爾文,電子終于能和原子核安穩(wěn)牽手形成原子,光也終于能自由穿梭,這些光經(jīng)過(guò)138億年的旅行,現(xiàn)在變成了遍布宇宙的微波輻射,就是宇宙留下的嬰兒照,被科學(xué)家們捕捉到了,這成了證明大爆炸最直接的證據(jù)之一。
宇宙就這么慢慢長(zhǎng)大,氣體云在引力拉扯下聚成恒星,恒星內(nèi)部的核聚變煉出了碳、氧這些構(gòu)成生命的元素,恒星凋零時(shí)的超新星爆發(fā),又把這些元素撒向宇宙,為地球這樣的行星埋下伏筆。但這里有個(gè)奇怪的事,我們能看到的恒星、行星這些看得見(jiàn)的物質(zhì),只占宇宙的5%,剩下的95%是我們摸不著的暗物質(zhì)和暗能量。這么說(shuō),暗物質(zhì)更像宇宙的骨架,默默把星系聚在一起,暗能量則更神秘,它在推著宇宙加速膨脹,像有人在背后一直給宇宙打氣。
那科學(xué)家們?cè)趺创_定大爆炸是真的?除了剛才說(shuō)的微波輻射,還有兩個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。1929年哈勃發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)處的星系都在離我們遠(yuǎn)去,而且越遠(yuǎn)跑得越快,就像正在膨脹的面包里的葡萄干,這說(shuō)明宇宙一直在變大,倒推回去自然有個(gè)起點(diǎn)。另外,宇宙中氫和氦的比例,和大爆炸理論算出來(lái)的結(jié)果幾乎一模一樣,恒星可造不出這么多氦,這也成了有力的佐證。
不過(guò)科學(xué)從來(lái)不是一成不變的,最近就有研究對(duì)138億年這個(gè)年齡提出了挑戰(zhàn),說(shuō)宇宙可能有267億年,差不多是現(xiàn)在認(rèn)為的兩倍。為什么會(huì)有這種說(shuō)法?因?yàn)檎材匪埂ろf布望遠(yuǎn)鏡拍到了一些不該存在的星系,大爆炸后才3億年,就有了成熟的星系,按原來(lái)的時(shí)間線很難解釋。于是有科學(xué)家引入了新的假說(shuō),認(rèn)為某些物理常數(shù)會(huì)變化,這事兒還在驗(yàn)證中。
關(guān)于宇宙的起源,除了大爆炸,還有些更腦洞的模型。有人說(shuō)宇宙是循環(huán)的,爆炸、膨脹、收縮,然后再爆炸,像永不停歇的呼吸。有人覺(jué)得我們的宇宙可能誕生于一個(gè)黑洞的奇點(diǎn)。還有人猜想,宇宙是更高維度膜碰撞的結(jié)果。這些模型現(xiàn)在還沒(méi)被證實(shí),但它們讓我們知道,宇宙的故事可能比我們現(xiàn)在理解的更復(fù)雜。
那宇宙最終會(huì)走向何方?科學(xué)家們猜了三種結(jié)局。如果暗能量一直發(fā)力,宇宙可能會(huì)被撕成基本粒子,這叫大撕裂。如果引力后來(lái)居上,宇宙可能收縮回奇點(diǎn),再來(lái)一次大爆炸,也就是大坍縮。最可能的是大熱寂,所有能量均勻分布,溫度降到快接近絕對(duì)零度,萬(wàn)物歸于沉寂。我們現(xiàn)在經(jīng)歷的熱鬧,未來(lái)可能有這么多不同的終點(diǎn)。
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