在刘慈欣的小说《朝闻道》中,宇宙的顶级文明认为,智慧生命探索宇宙的进程不是从发射航天器那一刻开始的,而是从有人在夜晚仰望星空的那一刻就开始了。
从伽利略自制望远镜观测月球,到不久前詹姆斯.韦伯太空望远镜的成功发射,人类用科学方法和工具认识宇宙的历史,已经有几百年了。
有关宇宙的起源与演化,也在这几百年的时间里慢慢成型,时至今日,科学家们已经能大致还原宇宙大爆炸的整个过程了,从一个看不见的,让所有物理定律全部失效的奇点,爆炸膨胀成如今我们的生活的宇宙,这无疑是个很震撼的过程,但究其根本,宇宙大爆炸瞬间究竟发生了什么,才造就了今天的宇宙呢?
让我们回到138.2亿年前
此刻没有时间,没有空间,没有物质,没有我们所熟知的一切物理定律,在138.2亿年前的此刻,一切都还不存在。
也许是一次偶然的量子涨落,或者是别的什么原因,“此刻”被打破了,大爆炸奇点开始以超光速暴涨,时空和物质已经物理定律,都在瞬间诞生。
大爆炸后第一个普朗克时间内,也就是10-43秒内,宇宙开始暴涨,10-35秒后,宇宙进入暴涨期,暴涨仅持续了10-33秒,但它的大小扩大到了原来的10^26倍,在这个时间内,暴涨速度经历了100次加倍,暴涨停止时,物质基本已经稳定在我们今天所看到的区域。
时至今日,科学家仍无法探明如此强大的第一推动力究竟源于哪里,同时由于温度逐渐冷却,四大基本力中的强力从规范场中被单独分离。
10-12秒时,组成物质的各种基本粒子稳定下来,宇宙中的四种基本力(引力、电磁力、弱力、强互作用力)也在此时从统一的规范场力中全部分离。
大爆炸10秒后,部分重元素的原子核形成,温度此时已急剧下降到30亿摄氏度,粒子已经停止了融合再新生,宇宙中的所有基本粒子这时已经全部产生。
但此时宇宙还是一片黑暗
大爆炸37万年后,第一束光才开始在宇宙中穿梭,宇宙也变得清澈透明起来,我们现在所观测的宇宙微波背景辐射就是从这里开始的,同一时刻,组成恒星的主要物质,氢原子和氦原子也开始生成。
有了氢和氦,恒星就有了出场的机会,大爆炸后1亿年,星云中的氢和氦开始坍塌成恒星,也就是不含重元素的第一代恒星,它们的最大特点就是质量非常大,因此普遍只有几十万年的寿命,消亡后的第一代恒星们又把核心区域孕育的重元素播撒到了宇宙中,成为了第二代恒星的一部分原料。
我们的太阳就是一颗典型的第二代恒星,因为它含有重元素,而正是这些重元素组成了地球这样的岩石金属行星,组成了我们人类本身,所以说大到地球,小到人类本身,其实都是星星的孩子。
大爆炸三亿年后
数千亿颗恒星组成了银河系,但星系这种盘面状结构其实是不太正常的,因为大爆炸时的物质分布还比较均匀,没理由形成质量密集的星系们,宇宙学家们目前猜测,可能是宇宙大爆炸初期的量子涨落有微弱的扰动,扰动导致部分区域物质密度不均匀,在漫长的岁月中不断被放大,最后形成了类似于星系的聚集性群体。
46亿年前
太阳从第一代恒星的分子云中诞生,氢和氦在高温高压环境下发生了核聚变反应,点燃了这团能燃烧100亿年的等离子体火球,45亿年前,成型后的太阳开始用引力聚拢当年剩下的边角料,于是地球和太阳系其他行星便诞生了。
38亿年前
地球上最早的生物出现了,这些叫蓝藻的类群主要生活在较为温和的海洋内,可以不断地进行光合作用,制造了大量氧气,为后来出现复杂生命体打下了基础。
180万年前,地球复杂生命的顶峰代表,人类出现了,从非洲开始一步步扩散到全球各个地区,虽然最惨的时候地球上的人类总数只有几千人,但凭借绝顶聪明的大脑,人类还是顽强的延续了下来,并且发展出了文明。
总体来看
如果把宇宙138.2亿年的历史缩短成24小时,那么人类文明在这一天里其实就占了不到1秒钟,可谓是弹指一挥间,但只要我们对星空永远怀有无尽的好奇心,渺小的人类也可以融入磅礴的宇宙。