《梦幻书院》天文大讲堂-知识点加更：宇宙大爆炸

       宇宙是如何诞生的？也许从人类诞生以来就一直思考这个问题。

       早先，人类一直都认为宇宙是静态和永恒的。古希腊哲学家亚里士多德相信，宇宙已经存在了无限久远的时间，它没有开端，也不会有终点。即使在上世纪初，大部分人也都认为，时间和空间是绝对的，它们独立于宇宙之外，时间从无限的过去流向无限的未来；空间博大无边，没有疆界，没有止境，所有的物质———星系、恒星、行星和卫星都在这个绝对的时空中，在万有引力的统治下按部就班地运行着。

       倘若这时候有人跳出来说：“不不，宇宙不是这样的，我们都错了。宇宙有一个起点，它产生于一次大爆炸。”人们会怎样呢？是惊讶或不屑，还是赞同呢？事实上，这就是大爆炸理论产生后人们表现出的各种反应。1948 年，美籍俄裔物理学家、天文学家乔治·伽莫夫在《物理评论》上发表文章，指出宇宙是由温度极高、密度极大、体积极小的物质迅速膨胀而成的，其过程犹如一次大爆炸。

       而伽莫夫也并不是第一个提出这种观点的人。早在1932年，比利时天文学家乔治·勒梅特就提出了类似的理论，他说宇宙起源于一个原子的放射性裂变。裂变使物质向四周散开，形成了今天的宇宙。但伽莫夫把广义相对论引入宇宙学，提出了热大爆炸宇宙学模型，使宇宙大爆炸理论得以丰富和完善。

       依照现代科学理论，综合此前的研究成果，大爆炸理论宣扬的宇宙诞生的伟大时刻可以这样描述：

       那是137.5 亿年前的某一天，科学家们将那一天称为“没有昨天的一天”，宇宙在一个类似爆炸的急速膨胀中诞生了。爆炸发生于一个科学家们称为“奇点”的时空边缘，“奇点”不是宇宙，却是宇宙的出处，是一种无形的、无限小的存在。在爆炸发生之前，一切都不存在，包括时间和空间。在这之后，宇宙开始拼命地膨胀，并“制造”出各种各样的东西：恒星、星系、星云，以及生命和文明……

       大爆炸一发生，新生的宇宙便开始变凉、变稀。大爆炸后0.01 秒，宇宙的温度高得惊人，约为1000 亿摄氏度，这时的宇宙处在一片混沌之中，其主要成分为光子和中微子。1 秒，宇宙温度下降到100 亿摄氏度。由于密度减小，温度下降，光子通过反应变成了电子，进而又聚合成了中子和质子。之后13.8 秒，宇宙温度为30 亿摄氏度，中子和质子已能形成像氘、氚、氦那样稳定的原子核，化学元素开始形成。3 分钟后，宇宙温度下降到了10 亿摄氏度，宇宙中出现了氢。有了氢和氦，宇宙便具备了最主要的原材料，宇宙的雏形由此形成。宇宙就这样仅用了3 分多钟的时间构建了它宏伟大厦的雏形。下一步，它将用氢和氦去创造灿烂的恒星和星系了。

       30 万年后，宇宙中的中性原子开始形成，其温度已降到3000 摄氏度，绝大多数自由电子在化学作用下被束缚在了中性原子中。至此，宇宙的主要成分还是气态，但随着温度的进一步下降，它们慢慢地凝聚成密度较高的气体云，这些气体云又进一步聚拢成各种恒星和星系，经历了大约140 亿年的演化后，宇宙终于形成了今天我们看到的样子。大爆炸理论虽然解释了宇宙起源的一些现象，但它面临的挑战也是层出不穷的，仍然有诸如暗物质、暗能量等等大爆炸理论暂时无法解释地现象。

       对人类而言，回答宇宙起源这个问题原本就是一次对人类思维能力的极限挑战，因为宇宙太辽阔、太久远了，而人类在宇宙中的存在又是如此的渺小和短暂，试图回答这种终极问题就仿佛是一个小矮人在和一头巨兽进行着无谓的搏斗。然而，人类不懈的努力是有价值的，因为他们一直在接近真理。

参考文章：始于烈焰——宇宙大爆炸理论诞生始末

https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/kx24xs/201211/t20121130_324280.html