宇宙起源的傳說
關於宇宙的起源,有這樣一個傳說:起初天地沒有分開,活像一個大雞蛋。在這個雞蛋裏睡著開天辟地的鼻祖盤古。盤古在雞蛋裏睡了18000年,才不斷長大了。
有一次盤古伸腿,蛋殼碰痛了他的腳趾,他疼醒了,發現自己四周被圍,十分生氣,便找來神斧,對準一個薄弱處,奮力砍去,他又砍又撐,使盡全身力氣,終於使蛋殼破裂。隨著蛋殼崩裂的巨響,輕的東西向上飄,變成了天,重的東西向下沉,變成了地。位居天地之間的盤古一日九變,長高一丈。
又過了18000年,天升到最高處,地降到最深處,盤古也長到了頭,終於精疲力盡,像山崩一樣倒塌下來,他的肢體化成了山嶽,肌肉變成了良田,血液化為江河,筋脈變成了大陸,齒骨變成了礦物,皮毛變成了草木。
宇宙形成的假說
神話終究是神話。科學家們為了揭開宇宙形成之謎,進行了大量的研究,提出了種種假說。20世紀20年代,天文學家勒梅特首先提出“宇宙是由一個非常小的物體爆發而成”的看法,20世紀40年代,物理學家喬治·伽莫夫把這個爆炸叫做“大爆炸”,建立了“宇宙大爆炸”學說。
這一學說認為,宇宙起源於一個溫度極高、體積極小的原始火球。在距今150億年至200億年前,由於我們還不知道的物理原因,這個火球發生了大爆炸。隨著空間膨脹、溫度降低,物質的密度也逐漸減小,原先存在的質子、中子等基本粒子結合成氘、氦、鋰等元素,以後又逐漸形成星係、星係團,並逐漸形成恒星、行星,而且在一些天體上還出現了生命現象,最後誕生了人類,宇宙初步形成。
大爆炸學說的解釋
大爆炸理論雖然並不成熟,但是仍然是主流的宇宙形成理論的關鍵,比較傳統的證據有紅位移、哈勃定律、氫與氦的豐存度、微量元素的豐存度、3K的宇宙背景輻射等,長期以來,一直有一種理論認為宇宙最初是一個質量極大、體積極小、溫度極高的點,然後這個點發生了爆炸,隨著體積的膨脹,溫度不斷降低。至今,宇宙中還有大爆炸初期殘留的稱為“宇宙背景輻射”的宇宙射線。科學家們在分析了宇宙中一個遙遠的氣體雲在數十億年前從一個類星體中吸收的光線後發現,其溫度確實比現在的宇宙溫度要高。他們發現,背景溫度約為-263.89度,比現在測量的-273.33的宇宙溫度要高。
大爆炸學說可以解釋較多的觀測現象。例如,天文學家觀測到遠處的天體總是遠離地球而去,這證明宇宙仍在膨脹;各種天體的年齡都小於200億年,這也符合該學說有關大爆炸後才形成各種天體的推論。
另外,大爆炸理論成功地預言了宇宙背景輻射的存在。大爆炸學說預言在大爆炸之後、星係形成之前宇宙的結構應當是雲團。這一巨大雲團的發現證實了大爆炸學說的預言,通過對這一雲團的觀測,科學家可以進一步推測宇宙初期的情景。
而且,這一巨大雲團的發現還證實了科學家的另一個預言,即宇宙質量的90%存在於“暗物質”中。以往天文學家觀測到的宇宙總質量遠比理論上計算出的宇宙總質量要小得多。這些“消失”了的物質被稱為“暗物質”。
“暗物質”的多少直接影響著宇宙的未來,如果宇宙總質量小於某一數值,那麼它將像現在這樣一直膨脹下去;如果它的總質量大於這一數值,那麼天體之間的引力將使宇宙停止膨脹,並在這一巨大引力作用下開始收縮,形成宇宙“大坍塌”,直至回到大爆炸前的狀態。