摘要:时空从这一刻末尾,物质和能量也由此发作,这即是宇宙创生的大爆炸。时空从这一刻末尾,物质和能量也由此发作,这即是宇宙创生的大爆炸。

  宇宙的最初三分钟 关于宇宙起源的现代观点

  道生一,毕生二,二生三,三生万物。道者,无也。 ——老子《道德经》 宇宙诞生曩昔,没偶尔间,没有空间,也没有物质和能量。大约150亿年前,在这四大皆空的“无”中,一个人积无限小的点爆炸了。时空从这一刻末尾,物质和能量也由此发作,这即是宇宙创生的大爆炸。

 

  刚才诞生的宇宙是炽热、致密的,随着宇宙的矫捷膨胀,其温度矫捷下降。最初的1秒钟事先,宇宙的温度降到约100亿度,这时的宇宙是由质子、中子和电子组成的一锅基本粒子汤。随着这锅汤继续变冷,核回声末尾爆发,生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合,组成越来越大的团块,并逐渐演化成星系、恒星和行星,在普通天体上还出现了人命现象。然后,可以观点宇宙的人类毕竟诞生了。 这幅大爆炸图景,是目前关于宇宙来历最可以的一种标明,被称为“大爆炸模型”。大爆炸实践诞生于20年代,在40年代由伽莫夫等人中止补充和展开,但不时寂寂无闻。

 

  直到50年代,人们才末尾遍及寄望这个实践,不过掖掖偾觉得它很好玩,并不信服。人们更甘心觉得,宇宙是动摇的、永世的。 但是,越来越多的证据表明,大爆炸模型在科学上有强大的说服力。我们不得不相信,宇宙有一个末尾,也将有一个落幕。它发作于“无”,也终将回归于“无”。 宇宙:可有始,可有终? 在人类历史的大部分时期,有关创世的成果,一向是留给神行止理的。宇宙来历于何处?终点又在何处?人命如何发作?人类怎样出现?对这些疑问,许多宗教都能给出一份零碎完备的答案。至于上帝从何处来,这种成果是不该问的。

 

  直到最近几个世纪,人们才末尾学着把神撇开,以跨越宗教的角度,去思索全国的本源。多么一来,就有一个紧张的绳尺性成果需求处置:宇宙是永世具备的,还是有起始的? 这两种说法耐久以来不时困扰沉迷信家、哲学家和神学家,对于伟大人来说,更是难以大白。假设宇宙在时间上没有来历,即过去不时具备,那么宇宙的年龄即是无量大了。无量大这个观念,一听就让人头昏脑胀:既然是已经过去了无量久的时间,我们的“现在”又是什么呢?

 

  而假设说宇宙是有起始的,那么它即是从“无”中突然发作的了,这最初的一瞬间,又是怎样呢? 凭着人类在持久的人命中获得的常识,真实是很难想明白这些东西。不过,我们可以从科学上寻求一些佐证。大爆炸模型的一个基本假设是宇宙的年龄有限,这个说规律人信服的直接因由,来自物理学中一条最基本的定律——热力学第二定律。这条科学史上最让人哀痛绝望的定律,冥冥中早已法则了宇宙的命运。 简而言之,第二定律觉得热量从热的地方流向冷的地方。对任何物理系统,这都是众所周知并且显而易见的特性,毫无奥妙之处:开水变凉,冰淇淋化成糖水。

 

  要想把这些历程倒过来,就非得额外消耗能量不可。就最遍及的意义而言,第二定律觉得宇宙的“嫡”(无序程度)穷年累月。比如,呆板手表的发条总是越来越松;你可以把它上紧,但这就要消耗一点能量;这些能量来自于你吃掉的一块面包;麦子在开展的过程中需求接纳阳光的能量;太阳为了供应这些能量,需求消耗它的氢来中止核回声。总之宇宙中每个局部的嫡添加,都须以另外地方的嫡添加为代价。

 

  在一个封闭的系统里,嫡总是增大的,不时大到不能再大的程度。这时,系统内部抵达一种完全均匀的热动平衡形状,不会再爆发任何革新,除非外界对系统供应新的能量。对宇宙来说,是不具备“外界”的,因此宇宙一旦到达热动平衡形状,就完全沦亡,万劫不复。这种景象称为“热寂”。 宇宙正在缓慢地、但持之以恒地走向这无法依从的命运,几代智者为此狐疑人类的具备可否成心义。暂时撇开这种悔恨的心境,作一个庞大的推理,我们就可以创造,宇宙不可能有无限的过去。很庞大,假设宇宙无限老,那它早就已经死了。

 

  以有限速率演变的东西,是不可能永世坚持下去的。换句话说,宇宙肯定是在某个有限的时间曩昔诞生的。 大爆炸:有推论有根据 第二定律明示了宇宙有起始,但这个告急推论竟然被19世纪的科学家忽略了,它只是在后来成为大爆炸模型的佐证。该模型的提出,是基于20世纪初的天文察看。 20年代,天文学家埃德温·哈勃寄望到,差异距离的星系发出的光,颜色上稍稍有些差别。远星系的光要比近星系红一些,即波长要长一些,这种现象被称为“哈勃红移”。

 

  它说明,各星系正以很高的速度互相飞离。一列火车快速驶远时,它的汽笛声听来会活泼很多,因为声波绝对我们的频率变低、波长变长了,这即是多普勒效应。把声波换成光,发作的后果即是红移。哈勃对众多星系的光谱中止钻研后确认,红移是一种普及现象,这表明宇宙正在膨胀。这一创造,奠定了现代宇宙学的根本。 假设宇宙正在膨胀,那它过去一定比较小。假设能把宇宙史这部影片倒过来放,我们势必会创造,在过去的某个时候,统统的星辰都是聚合在一同的。

 

  这个时间约莫是100多亿年前,要准确推断它比较困难。 另外,宇宙膨胀的速度会随时间爆发革新,这与引力有关。万有引力感染于字宙中通通物质与能量之间,起到刹车的感染,避免星系往外跑,从而使膨胀速度越来越慢。在诞生晚期,宇宙从高密度形状矫捷膨胀,随着时间的推移,体积越来越大,膨胀速度越来越小。将这个历程向回追溯到宇宙创生的那一刻,可以创造事前宇宙体积为零,而膨胀速度为无限大。这即是大爆炸。

 

  大爆炸是址镐、时间、物质与能量的来历。这些观念都不能外推到大爆炸曩昔。大爆炸曩昔爆发了什么、是什么惹起了大爆炸,这些成果在逻辑上即是没成心义的。那畴昔统统的,只是“无”。 以上所述仅是旁证,似缺少以令大多数人信服。假设150亿年前爆发了一场大爆炸,如此惊天动地的气力可否在今天的宇宙结构上留下了某种印迹?

 

  因此,有一阵子,科研人员热衷于寻找宇宙创生的遗迹,劲头压服当年的宗教考古学家寻找伊甸园。亚当和夏娃的文物是异样也没创造,原初宇宙最告急的遗迹倒真给找出来了,这即是微波背景辐射。 按照大爆炸实践,最初的几分钟里,宇宙是一个炽热的火球,到处充斥温度高达几十亿度的光辐射。由于此时的宇宙处于热动平衡中,这种辐射具有配合的光谱特征,称为“黑体谱”。

 

  1965年,贝尔电话公司的两位物理学家彭齐亚斯和威尔逊偶然创造,宇宙确实浸润在一种热辐射傍边。这种辐射以相反的强度从空间各个方向射向地球,其温度约为3K,谱线具有完美的黑体谱特征。微波背景辐射的创造,是对大爆炸模型最有力的支撑。 知道了今天宇宙背景辐射的温度,就很随便推算出,宇宙诞生后约1秒钟各处的温度约为100亿度。在如此高温下,不但我们熟谙的物质无法具备,连原子核也会被撕得毁坏。

 

  宇宙只能是一锅由质子、中子和电子等构成的基本粒子汤。 随着这锅汤变冷,核回声爆发了。中子和质子很随便聚合在一同,发作由两个质子、两此中子组成的氦核。计算表明,氦核组成的历程持续了大约3分钟,组成的氦约占宇宙物质总质量的四分之一。这个历程用完了统统的中子,余下的质子就成了氢原子核。 因此,大爆炸模型预言宇宙应当由大约25%的氦和75%的氢组成,这与天文测量结果极端符合。最初三分钟里组成的氢与氦,构成了宇宙中99%以上的物质。组成行星和人命的丰盛多彩的重元素,只占宇宙总质量的不到l%,它们大部分是在恒星内部组成的。

 

  根据推断,宇宙的组成距今约100~200亿年。 人命:既永世又无恒 天文察看表明,各种天体的年龄均小于200亿年,这与大爆炸实践契合得非常好。我们的地球约莫是50亿年前组成的,人类出现的时间更短得不值一提。宇宙现在还算得上年轻,担忧末日的来临,对单集团来说长短常无聊的事。可是,为全人类的命运想一想这个成果,还是有需要的。 按照大爆炸模型,宇宙在诞生后时时膨胀,与此同时,物质间的万有引力对膨胀历程中止管制。假设宇宙的总质量大于某一特定数值,那么总有一天宇宙将在自身引力的感染下收缩,构成与大爆炸相反的“大坍塌”。

 

  假设宇宙总质量小于这一数值,则引力缺少以避免膨胀,宇宙就将永世膨胀下去。 在非常悠远的将来,比如1亿亿亿年以后,统统的恒星都熄灭停止,茫茫黑暗中,潜伏着一些黑洞、中子星等天体。宇宙的规范已经膨胀到如今的1亿亿倍,而且还在扩展下去。在这个系统里,引力虽缺少以使膨胀中断,但会不露声色地消耗着系统的能量,使宇宙缓慢地走向衰亡。黑洞在霍金效应的感染下释放出单薄的辐射,最终全都以热和光的方法蒸发掉。充沛长的时间当前,连质子多么动摇的基本粒子也衰变、沦亡了,宇宙最终变成一锅稀得难以置信的汤,其中有光子、中微子,越来越少的电子和正电子。统统这些粒子都在缓慢地勾当,互相越来越远,不会再有任何基本物理历程出现。

 

  这是酷寒、黑暗、荒废而又空虚的宇宙,它已经走完了自己的进程,面对的是永世的人命,抑或永世的沦亡。这种景象,差不多即是“热寂”了。 假设引力充沛强大,宇宙终有一天末尾收缩,又将如何呢?在大规范上,收缩历程与大爆炸后的膨胀是对称的,像一场倒放的电影。收缩的历程厥后很缓慢,随后越来越快。在起色点事先,宇宙的体积末尾增加,背景辐射温度上升。漆黑酷寒的宇宙变成一个越来越热的熔炉,人命无处可逃,全都被煮熟烤焦。最后,行星、恒星也覆灭了,分布在如今浩繁空间中的物质被挤进一个很小的体积内,最后三分钟来临了。

 

  温度变得如此之高,连原子核也被撕毁,宇宙又成了一锅基本粒子汤。可是这种形状也只能糊口几秒钟的时间。随后,质子和中子也无法区分,挤成一堆由夸克构成的等离子体。在最后的时候,引力成为占绝对优势的感染力,它毫不包容地把物质和空间碾得毁坏。在这场与大爆炸的“暴胀”相对的“暴缩”中,统统的物质都因挤压不复具备,通通有形的东西,包含空间和时间本身,都被毁灭。 这即是末日。它是通通事物的末日。大爆炸中诞生于无的宇宙,如今也归于无。无数亿年的光芒辉煌光耀,连一丝追念也不会留下。

  宇宙的最初三分钟 关于宇宙起源的现代观点

  道生一,毕生二,二生三,三生万物。道者,无也。 ——老子《道德经》 宇宙诞生曩昔,没偶尔间,没有空间,也没有物质和能量。大约150亿年前,在这四大皆空的“无”中,一个人积无限小的点爆炸了。时空从这一刻末尾,物质和能量也由此发作,这即是宇宙创生的大爆炸。

 

  刚才诞生的宇宙是炽热、致密的,随着宇宙的矫捷膨胀,其温度矫捷下降。最初的1秒钟事先,宇宙的温度降到约100亿度,这时的宇宙是由质子、中子和电子组成的一锅基本粒子汤。随着这锅汤继续变冷,核回声末尾爆发,生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合,组成越来越大的团块,并逐渐演化成星系、恒星和行星,在普通天体上还出现了人命现象。然后,可以观点宇宙的人类毕竟诞生了。 这幅大爆炸图景,是目前关于宇宙来历最可以的一种标明,被称为“大爆炸模型”。大爆炸实践诞生于20年代,在40年代由伽莫夫等人中止补充和展开,但不时寂寂无闻。

 

  直到50年代,人们才末尾遍及寄望这个实践,不过掖掖偾觉得它很好玩,并不信服。人们更甘心觉得,宇宙是动摇的、永世的。 但是,越来越多的证据表明,大爆炸模型在科学上有强大的说服力。我们不得不相信,宇宙有一个末尾,也将有一个落幕。它发作于“无”,也终将回归于“无”。 宇宙:可有始,可有终? 在人类历史的大部分时期,有关创世的成果,一向是留给神行止理的。宇宙来历于何处?终点又在何处?人命如何发作?人类怎样出现?对这些疑问,许多宗教都能给出一份零碎完备的答案。至于上帝从何处来,这种成果是不该问的。

 

  直到最近几个世纪,人们才末尾学着把神撇开,以跨越宗教的角度,去思索全国的本源。多么一来,就有一个紧张的绳尺性成果需求处置:宇宙是永世具备的,还是有起始的? 这两种说法耐久以来不时困扰沉迷信家、哲学家和神学家,对于伟大人来说,更是难以大白。假设宇宙在时间上没有来历,即过去不时具备,那么宇宙的年龄即是无量大了。无量大这个观念,一听就让人头昏脑胀:既然是已经过去了无量久的时间,我们的“现在”又是什么呢?

 

  而假设说宇宙是有起始的,那么它即是从“无”中突然发作的了,这最初的一瞬间,又是怎样呢? 凭着人类在持久的人命中获得的常识,真实是很难想明白这些东西。不过,我们可以从科学上寻求一些佐证。大爆炸模型的一个基本假设是宇宙的年龄有限,这个说规律人信服的直接因由,来自物理学中一条最基本的定律——热力学第二定律。这条科学史上最让人哀痛绝望的定律,冥冥中早已法则了宇宙的命运。 简而言之,第二定律觉得热量从热的地方流向冷的地方。对任何物理系统,这都是众所周知并且显而易见的特性,毫无奥妙之处:开水变凉,冰淇淋化成糖水。

 

  要想把这些历程倒过来,就非得额外消耗能量不可。就最遍及的意义而言,第二定律觉得宇宙的“嫡”(无序程度)穷年累月。比如,呆板手表的发条总是越来越松;你可以把它上紧,但这就要消耗一点能量;这些能量来自于你吃掉的一块面包;麦子在开展的过程中需求接纳阳光的能量;太阳为了供应这些能量,需求消耗它的氢来中止核回声。总之宇宙中每个局部的嫡添加,都须以另外地方的嫡添加为代价。

 

  在一个封闭的系统里,嫡总是增大的,不时大到不能再大的程度。这时,系统内部抵达一种完全均匀的热动平衡形状,不会再爆发任何革新,除非外界对系统供应新的能量。对宇宙来说,是不具备“外界”的,因此宇宙一旦到达热动平衡形状,就完全沦亡,万劫不复。这种景象称为“热寂”。 宇宙正在缓慢地、但持之以恒地走向这无法依从的命运,几代智者为此狐疑人类的具备可否成心义。暂时撇开这种悔恨的心境,作一个庞大的推理,我们就可以创造,宇宙不可能有无限的过去。很庞大,假设宇宙无限老,那它早就已经死了。

 

  以有限速率演变的东西,是不可能永世坚持下去的。换句话说,宇宙肯定是在某个有限的时间曩昔诞生的。 大爆炸:有推论有根据 第二定律明示了宇宙有起始,但这个告急推论竟然被19世纪的科学家忽略了,它只是在后来成为大爆炸模型的佐证。该模型的提出,是基于20世纪初的天文察看。 20年代,天文学家埃德温·哈勃寄望到,差异距离的星系发出的光,颜色上稍稍有些差别。远星系的光要比近星系红一些,即波长要长一些,这种现象被称为“哈勃红移”。

 

  它说明,各星系正以很高的速度互相飞离。一列火车快速驶远时,它的汽笛声听来会活泼很多,因为声波绝对我们的频率变低、波长变长了,这即是多普勒效应。把声波换成光,发作的后果即是红移。哈勃对众多星系的光谱中止钻研后确认,红移是一种普及现象,这表明宇宙正在膨胀。这一创造,奠定了现代宇宙学的根本。 假设宇宙正在膨胀,那它过去一定比较小。假设能把宇宙史这部影片倒过来放,我们势必会创造,在过去的某个时候,统统的星辰都是聚合在一同的。

 

  这个时间约莫是100多亿年前,要准确推断它比较困难。 另外,宇宙膨胀的速度会随时间爆发革新,这与引力有关。万有引力感染于字宙中通通物质与能量之间,起到刹车的感染,避免星系往外跑,从而使膨胀速度越来越慢。在诞生晚期,宇宙从高密度形状矫捷膨胀,随着时间的推移,体积越来越大,膨胀速度越来越小。将这个历程向回追溯到宇宙创生的那一刻,可以创造事前宇宙体积为零,而膨胀速度为无限大。这即是大爆炸。

 

  大爆炸是址镐、时间、物质与能量的来历。这些观念都不能外推到大爆炸曩昔。大爆炸曩昔爆发了什么、是什么惹起了大爆炸,这些成果在逻辑上即是没成心义的。那畴昔统统的,只是“无”。 以上所述仅是旁证,似缺少以令大多数人信服。假设150亿年前爆发了一场大爆炸,如此惊天动地的气力可否在今天的宇宙结构上留下了某种印迹?

 

  因此,有一阵子,科研人员热衷于寻找宇宙创生的遗迹,劲头压服当年的宗教考古学家寻找伊甸园。亚当和夏娃的文物是异样也没创造,原初宇宙最告急的遗迹倒真给找出来了,这即是微波背景辐射。 按照大爆炸实践,最初的几分钟里,宇宙是一个炽热的火球,到处充斥温度高达几十亿度的光辐射。由于此时的宇宙处于热动平衡中,这种辐射具有配合的光谱特征,称为“黑体谱”。

 

  1965年,贝尔电话公司的两位物理学家彭齐亚斯和威尔逊偶然创造,宇宙确实浸润在一种热辐射傍边。这种辐射以相反的强度从空间各个方向射向地球,其温度约为3K,谱线具有完美的黑体谱特征。微波背景辐射的创造,是对大爆炸模型最有力的支撑。 知道了今天宇宙背景辐射的温度,就很随便推算出,宇宙诞生后约1秒钟各处的温度约为100亿度。在如此高温下,不但我们熟谙的物质无法具备,连原子核也会被撕得毁坏。

 

  宇宙只能是一锅由质子、中子和电子等构成的基本粒子汤。 随着这锅汤变冷,核回声爆发了。中子和质子很随便聚合在一同,发作由两个质子、两此中子组成的氦核。计算表明,氦核组成的历程持续了大约3分钟,组成的氦约占宇宙物质总质量的四分之一。这个历程用完了统统的中子,余下的质子就成了氢原子核。 因此,大爆炸模型预言宇宙应当由大约25%的氦和75%的氢组成,这与天文测量结果极端符合。最初三分钟里组成的氢与氦,构成了宇宙中99%以上的物质。组成行星和人命的丰盛多彩的重元素,只占宇宙总质量的不到l%,它们大部分是在恒星内部组成的。

 

  根据推断,宇宙的组成距今约100~200亿年。 人命:既永世又无恒 天文察看表明,各种天体的年龄均小于200亿年,这与大爆炸实践契合得非常好。我们的地球约莫是50亿年前组成的,人类出现的时间更短得不值一提。宇宙现在还算得上年轻,担忧末日的来临,对单集团来说长短常无聊的事。可是,为全人类的命运想一想这个成果,还是有需要的。 按照大爆炸模型,宇宙在诞生后时时膨胀,与此同时,物质间的万有引力对膨胀历程中止管制。假设宇宙的总质量大于某一特定数值,那么总有一天宇宙将在自身引力的感染下收缩,构成与大爆炸相反的“大坍塌”。

 

  假设宇宙总质量小于这一数值,则引力缺少以避免膨胀,宇宙就将永世膨胀下去。 在非常悠远的将来,比如1亿亿亿年以后,统统的恒星都熄灭停止,茫茫黑暗中,潜伏着一些黑洞、中子星等天体。宇宙的规范已经膨胀到如今的1亿亿倍,而且还在扩展下去。在这个系统里,引力虽缺少以使膨胀中断,但会不露声色地消耗着系统的能量,使宇宙缓慢地走向衰亡。黑洞在霍金效应的感染下释放出单薄的辐射,最终全都以热和光的方法蒸发掉。充沛长的时间当前,连质子多么动摇的基本粒子也衰变、沦亡了,宇宙最终变成一锅稀得难以置信的汤,其中有光子、中微子,越来越少的电子和正电子。统统这些粒子都在缓慢地勾当,互相越来越远,不会再有任何基本物理历程出现。

 

  这是酷寒、黑暗、荒废而又空虚的宇宙,它已经走完了自己的进程,面对的是永世的人命,抑或永世的沦亡。这种景象,差不多即是“热寂”了。 假设引力充沛强大,宇宙终有一天末尾收缩,又将如何呢?在大规范上,收缩历程与大爆炸后的膨胀是对称的,像一场倒放的电影。收缩的历程厥后很缓慢,随后越来越快。在起色点事先,宇宙的体积末尾增加,背景辐射温度上升。漆黑酷寒的宇宙变成一个越来越热的熔炉,人命无处可逃,全都被煮熟烤焦。最后,行星、恒星也覆灭了,分布在如今浩繁空间中的物质被挤进一个很小的体积内,最后三分钟来临了。

 

  温度变得如此之高,连原子核也被撕毁,宇宙又成了一锅基本粒子汤。可是这种形状也只能糊口几秒钟的时间。随后,质子和中子也无法区分,挤成一堆由夸克构成的等离子体。在最后的时候,引力成为占绝对优势的感染力,它毫不包容地把物质和空间碾得毁坏。在这场与大爆炸的“暴胀”相对的“暴缩”中,统统的物质都因挤压不复具备,通通有形的东西,包含空间和时间本身,都被毁灭。 这即是末日。它是通通事物的末日。大爆炸中诞生于无的宇宙,如今也归于无。无数亿年的光芒辉煌光耀,连一丝追念也不会留下。

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