第一部分:宇宙的起源

    这个宇宙是如何起源的?相信你在某个时间,也想到过这个问题。不知你的答案是什么呢?

    从远古到现代,有无数的先哲探索过这个问题。他们形成了各种各样的起源故事。大体上可以分为三类:神创说、永恒说和大爆炸说

    一、我们先说一说神创说。

    神创说是历史最长、分布最广的起源故事。几乎所有的人类文化和宗教传统,都有一个自己的故事版本。目前,在世界各地的民族和文化中,已经发现了100多种不同的起源故事。这些故事描述了这些民族和文化所想象的世界起源过程。虽然不同的起源故事在细节上差异很大,但它们都讲述的某位神仙如何如何努力,最后创造了这个世界。

    比较典型的是东方的盘古开天地和《圣经》中的创世纪。

    盘古开天地的故事,最早见于三国时期吴国徐整著《三五历纪》,距今1800年左右。故事是这样的:

    很久很久以前,天和地还没有分开,宇宙混沌一片。有个叫盘古的巨人,在生这个混沌的宇宙之中。他睡了十万八千年(有的版本说一万八千年)。有一天,盘古醒了。他见周围一片漆黑,就抡起斧头,朝眼前的黑暗砍了过去。一声巨响,黑暗散去,光明始来。轻的东西缓缓上升,变成了天;重的东西慢慢下降,变成了地。

    天地分开了,但盘古怕它们还会合在一起,就头顶着天,脚蹬着地。天每天升高一丈,地每天增厚一丈,盘古也随着天地长高一丈。这样过了一万八千年,天和地逐渐成形,盘古也累得倒下来了。

    盘古倒下后,他的身体发生了极大的变化。他呼出的气息,变成了风和云;他发出的声音,化作了雷声;他的双眼变成了太阳和月亮;他的四肢,变成了大地上的四极;他的肌肤,变成了草木;他的血液,变成了奔流不息的江河;他的汗水,变成了滋润万物的雨露.....

    总之,在东方传说中,盘古创造了天地,也就是宇宙;自然万物,则是由盘古的身体变化而来。

    《创世纪》中说的很简约:“起初, 神创造天地。一句话说明了上帝用自己的神力创造了天地万物。后面详细陈列了上帝七天创造的工作,前六天创造了组成万物的各种要素,第七天神安息了。这也是第七天休息日的来历。

    总之,是上帝创造了这个天地(宇宙)。

    类似的神话,还有很多。印度传说中,是梵天创造了宇宙。毛利人的神话中,是至高无上的神Io创造了宇宙。古埃及的神话比较有趣,他们的阿蒙神诞生于原始海洋中,阿蒙神先孕育了更多的神,后来又创造了宇宙。伊斯兰教的传说中,是真主安拉创造了宇宙万物。犹太教中,是创造主雅威创造并主宰宇宙及一切。古代突厥人认为是至高无上的神“腾格里”创造了世界。而玛雅人认为是他们的创世龙神和海神古库玛兹,创造了世界。

    神仙太多,有兴趣的话,可以自己继续延长。

   二、接着说一说永恒论

    永恒论这种假说认为宇宙是无限的,时间是无限的,空间也是无限的。宇宙是永恒存在的,宇宙不存在创始,也不存在终结。宇宙在整体上是稳定的,宇宙中的星体,星体的数量和分布,以及它们的空间运动,一直处于一种稳定的状态。

   三、最后说一说大爆炸(Big Bang)

    这个假说最有意思。它说宇宙的一切,都始于一次大爆炸。用我们都能理解的说法,就是有一个超级鞭炮,能量非常大,但体积非常小。鞭炮爆炸之前,没有空间,没有时间,也就没有宇宙。"bang"的一声巨响,宇宙诞生了,有了物质,有了空间,有了时间。这个假说非常反直觉,以至于刚刚提出,就受到了很多的非议。大爆炸(Bang)这个名字首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所提出的,他可不是为了推广大爆炸理论,因为他是宇宙永恒论的倡导者。他提出这个爆炸的说法,仅仅是觉得这个说法太不可思议了。

    除了上述三种说法,还有一种宇宙分层论。这一观点认为宇宙的结构是分层次的,首先星体是一个最低级的层次,星体集合在一起组成星系是一个层次,星系结合在一起组成的星系团是一个层次,一些星系团在组成超星系成为一个更高的层次,就像人体一样细胞组成各种组织,组织又组成器官,器官又组成系统。这个假说继续推演下去,就是在我们之上,还有一个更高级的存在,他的作用,就类似于神。这就和神创说很像了。

    总结一下这三种假说。

    神创论出现最早,流传最广,影响最大。目前信奉各种宗教的人,还有很多坚持相信神创论。但神创论的弱点显而易见,因为它面临一个“神仙从哪里来”的问题。如此上推,就成了鸡生蛋,蛋生鸡的循环。

    永恒论曾经很受推崇,包括牛顿、爱因斯坦这样的科学大神,都是永恒论的忠实粉丝。爱因斯坦的相对论计算结果与永恒论不相符,他没有坚信自己的理论正确,而是增加了一个修正因子,使计算结果符合永恒论。前面说过,提出大爆炸这个名词的英国天文学家弗雷德·霍伊尔,也是永恒论的支持者。但目前的观测发现和各种理论计算,已经证明了宇宙不是稳定的。宇宙正在变大,且变大的速度越来越快。这就说明之前有段时间宇宙一定是比现在要小的。永恒论就站不住脚了。

    大爆炸理论虽然提出时不太受人待见,但经过这些年的发展,它却是最受科学界认可的学说。星系红移、背景辐射、空间膨胀等诸多的观测结果都符合大爆炸理论。我们后续的内容,也将以大爆炸理论为基础展开。当然,这个学说也不够完美。比如,那个大鞭炮是怎么回事,它就说不清楚。为了解释这个问题,物理学上引入了奇点的概念,说这个鞭炮是一个密度无限大、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效。那这是个什么“点”呢,我想不明白,你们来想一想?


附:大爆炸过程的计算结果。

大爆炸开始时:约150亿年前,体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的点,称为奇点。

大爆炸后10-43秒(普朗克时间):约1032度,在此之前,宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克,超过质子密度1078倍。在这个阶段,宇宙已经冷却到引力可以分离出来,开始独立存在,存在传递引力相互作用的引力子。

大爆炸后10-35秒:约1027度,暴涨期(第一推动),引力已分离,夸克、玻色子、轻子形成。宇宙发生暴涨,持续了10-33秒,在此瞬间,宇宙经历了100次加倍(2100)

,得到的尺度是先前尺度的1030倍(暴涨的是宇宙本身,即空间与时间本身,并不违反光速藩篱)。

大爆炸后10-12秒:约1015度,粒子期,质子和中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。

大爆炸后0.01秒:约1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。

大爆炸后0.1秒后:约300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。

大爆炸后1秒后:约100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现。

大爆炸后10秒后:约30亿度,核时期,氢、氦类稳定原子核(化学元素)形成。当宇宙冷却到109开尔文以下(约100秒后),粒子转变不可能发生了。

大爆炸后35分钟后:约3亿度,原初核合成过程停止,尚不能形成中性原子。

大爆炸后1011秒(104年),温度约为105开尔文,物质期。

大爆炸后30万年后:约3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。

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