正文 第4章 千古之謎探源頭——宇宙的起源(1 / 2)

1.宇宙是如何起源的

麵對浩渺無際的蒼穹,人類一直在苦苦探求自身的起源之謎,探求包括地球、太陽在內的宇宙的最終的起源。關於宇宙的創生和演化,我們的先賢哲人百思不得其解,於是很多的奇妙神話傳說便應運而生。那麼,宇宙到底是如何起源的呢?

我們知道,宇宙是廣闊的空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候形成的又是如何形成的。直到今天,科學家們才確信,宇宙是由大約150億年前發生的一次大爆炸形成的。在爆炸發生之前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,體積縮小,溫度升高,密度增大,瞬間產生巨大壓力,然後發生了大爆炸。大爆炸使物質四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降。後來相繼出現在宇宙中的所有星係、恒星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。

“大爆炸理論”是伽莫夫於1946年創建的。然而,由大爆炸而產生宇宙的理論還不能確切地解釋一個問題,即“在所存物質和能量聚集在一點上”之前,到底存在著什麼東西?

關於宇宙是如何起源的、空間和時間的本質是什麼,這是從2000多年前的古代哲學家到現代天文學家一直都在苦苦思索的問題。經過哥白尼、赫歇爾、哈勃從太陽係、銀河係到河外星係的宇宙探索三部曲,宇宙學已經不再是幽深玄奧的抽象哲學思辨,而是建立在天文觀測和物理實驗基礎上的一門現代科學。

直到20世紀,出現了兩種“宇宙模型”比較有影響。一種是穩態理論,一種是大爆炸理論。20世紀20年代後期,愛德溫·哈勃發現了紅移現象,說明宇宙正在膨脹。20世紀60年代中期,阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現了“宇宙微波背景輻射”。這兩個發現,給大爆炸理論提供了有力的支持。現在,大爆炸理論廣泛地為人們所接受。

2.大爆炸理論指的是什麼

現代宇宙係中,最有影響的一種學說便是大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。它認為我們的宇宙,曾有一段從熱到冷的演化曆程。在這個時期裏,宇宙體係並不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質密度從濃密到稀疏地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程,如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億攝氏度以上。物質密度也相當大,整個宇宙體係達到平衡。宇宙間隻有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體係在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它要麼發生衰變,要麼與質子結合成重氫、氦等元素。化學元素,就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬攝氏度後,早期形成化學元素的過程結束。宇宙間的物質,主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千攝氏度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質。氣體逐漸凝聚成氣雲,再進一步形成各種各樣的恒星體係,直至成為我們今天看到的宇宙。

3.大爆炸理論的新思考

長期以來,“大爆炸”宇宙誕生的理論,一直被天文學界普遍認同。但是,近期哈勃太空望遠鏡拍攝的宇宙深處的照片,卻讓科學家們對“大爆炸”理論打上了一個重重的問號。