分享:
▼
x0
|
霹雳说
二十世纪天文学界相信宇宙是由一次大爆炸所产生的。
宇宙开始形成时，像一台巨大的粒子加速器，在不可思义的高能碰撞中
产生并摧毁基本粒子。于是科学家把基本粒子送进加速器中的液体室
好研究碰撞的情形。粒子与液化气体的原子相互作用，粒子在作用后留下一连串小气泡；「气泡室」之名由此而来。
「霹雳说」：最初的爆炸
阐明星系性质，替星系分门别类的先驱─美国天文学家哈伯，发现了宇宙在扩张，从而大幅改变了人类对宇宙的认识。
1929年，哈伯注意到一个现象：离银河系愈远的星系，所发射的光愈偏向光谱中红色的一端，显示其频率愈低。
他因而推测，大多数星系将离银河系愈来愈远。
这个星系渐行渐远离银河系的运动，有一定的规律，星系行进的速度和它距离银河系的远近成比例：
如果星系和银河系的距离达两倍远时，星系离开的速度也会快两倍。而且，任何一个方向的星系运动都是如此。
距离和速度之间的比例，显示一个重要的结论：每个星系从起点移动到目前的位置，所花的时间一定相同。
让我们把这事件发展像影片一样倒回去看：大约在150亿年前，所有的星系，在同一时刻，聚集在同一点上。
然后发生一场大爆炸，造成宇宙现在的扩张。
宇宙从虚无的能量中诞生
关于宇宙的起源，一般认为是开始于最初爆炸后一个极小的小数秒，也就是1/100..00(43个0)秒的时候。
可是，在这一瞬间之前发生了什么？没有人知道。
当时，宇宙的温度高达10..0(32个0)k，整个宇宙充塞在如大头针尖大小，直径0.001公分的球体内。
里面既没有原子，也没有旦球和星系，完全虚无。我们会以为在这片虚焦里，没有物质和活动，
一切平静而稳定。其实，这是一个活跃的虚无，由于最初的爆炸灌注给它能量，而显得蠢蠢欲动。
宇宙时钟走到1/10..0(32个0)秒时，宇宙的膨胀使宇宙稍稍减低了密度和热度。此时，最早的粒子出现了。
它们是夸克和电子，中微子也从空间中出现，与光子混合在一起。物质出现的同时，反物质也登场了。
反物质是由反粒子组成，反粒子具有和粒子同样的特性，但它们的电荷是相反的。
因为宇宙在电性上是中性的，反物质的存在对平衡物质的电荷是必要的。物质和光不断相互作用。
粒子和反粒子互相碰撞，变为光子。光子又变成一对对的粒子-反粒子。物质-反物质，以及光子，
在生与死的恶性循环中不断出现和消失。
大自然的偏袒创造出物质的宇宙
如果粒子和反粒子一样多的话，宇宙的发展就会就此打住，而物质可能和反物质一起毁灭，
只剩下一个没有基本粒子、星球、星系和人类，而只有光的宇宙。但是，幸好大自然看待物质和反物质时，
并不是不偏不倚的。大自然对物质有小小的偏爱，因此，若真空中出现十亿个反粒子，就会有十亿加一个粒子出现。
每十亿个反粒子和粒子一起毁灭，变成十亿个光子后，就会有一个物质的粒子继续存在。
随着宇宙冷却和稀薄，愈来愈复杂的结构逐渐成形
当宇宙时钟走到百万份之一秒时，万物也加好油门，准备上路。宇宙在这个时刻已和太阳系一样大了。
不过温度依然高达10..0(11个0)K。夸子首先三个三个地结合，而后产生质子和中子。
将这些夸子系在一起的是强大的核力量。
核力量在大约三分钟后再度介入，集合质子和中子，形成氢和氦的核。
氦核由于宇宙的扩展而变得稀薄，没有机会再聚集在一起；基于这点，宇宙无法再造出更加复杂的结构。
优游在氢核、氦核、电子、光子，以及中微子的世界里，宇宙继续扩展
往后秩30万年里，没有重大事件发生。宇宙冷却至10,000k。电磁力建构原子的物质，
促使每个质子与一个电子结合，形成一个氢原子。电磁力还使每个氦核和两个电子聚集，
形成一个氦原子。被禁闭在原子中的电子，不再阻止光子自由流通。从这时开始，原本不透明的宇宙变透明了。
这个时期产生的光子，构成宇宙的背景辐射。
有了氢原子和氦原子后，宇宙即将脱胎换骨，可以合成比氦更复杂的结构。在重力的帮助下，
空间冰冷的荒漠中出现了温热的「绿洲」。这些绿洲就是星系。星系中的物质受重力束缚，
焦法参加宇宙的扩展运动，因而避开了阻止物质向复杂化迈进的冷却和稀薄。但是，这些热的绿洲有一个非常大的缺点：
它们的密度太低了。平均起来，一个星系的每立方公分只有一个氢原子，这个密度，
比起我们呼吸的空气还要低几千万亿倍。所以亟需一些密度更大的地方，好促进原子的相遇。
于是，在星系的内部，群星出现了。
现有的宇宙
宇宙中有上千亿的星系，平均每一星系亦约有上千亿的恒星及各类天体，
而星体间的距离是用万有引力去维系的(地球的地心吸力也是万有引力之一)。
相对的，天文学家也有较多的「样品」，可以拼凑出有关恒星与星系的完整理论。
但是以我们现在的所知，要建构一个合理的宇宙论并不容易，现在的宇宙论最为大家接受是大爆炸学说，
仍然有许多尚未解决的难题。天文学家提出膨胀理论，解释了部份宇宙论标准模型的困难，但终极的宇宙论仍然在建构之中。
|
