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后 记

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大约137亿年前,一个体积极小、密度极大、温度极高,被称之为“奇点”的东西,发生了无与伦比的大爆炸:

最初,大爆炸10^-43秒后,宇宙从量子背景出现;

大爆炸10^-5秒后,宇宙约为10万亿K,质子和中子开始形成;

大爆炸0.01秒后,宇宙约为1千亿K,宇宙间以光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,宇宙处于热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降;

大爆炸13.8秒后,宇宙约30亿K,氘、氦类稳定原子核形成。

大爆炸35分钟后:3亿K,核过程停止,尚不能形成中性原子。

大爆炸30万年后,宇宙大约降为3000K,化合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力的作用下,凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星、恒星系统……

这就是当今世界占主流的宇宙观,被称之为“宇宙大爆炸论”或宇宙演化论。

这个“创意”最初是由一位叫勒梅特(Lemaitre, Georges)的比利时司铎提出的,他同时也是天文学家和宇宙学家,是基于宇宙一直在膨胀的现象提出这一观点的,在“创世论”领域,其地位不亚于物理界的爱因斯坦。

勒梅特声称,宇宙在过去某一时刻体积会非常小而密度非常大,宇宙最初的物质就集中在这枚“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。

1946年,俄裔美国物理学家伽莫夫(George Gamow)根据恒星热核反应理论,又进一步发展了勒梅特的宇宙膨胀理论,提出了大爆炸宇宙模型。

之后,着名科学家彭罗斯(Penrose)、吉勒西(Geroch)和斯蒂芬?威廉?霍金(Stephen William Hawking)等都对“宇宙大爆炸论”的发展做出过贡献,提出过奇点定理。

美国物理学家和宇宙学家詹姆斯?皮布尔斯(James Peebles)更是找到了宇宙大爆炸的重要证据,并为此获得2019年度的诺贝尔物理学奖。

如今,天文学家、宇宙学家等各相关领域的科学家们达成的共识是,我们所知道的宇宙是在一个巨大的爆炸中诞生的,它不仅创造了物质的大多数,而且还支配着我们不断膨胀的宇宙自然法则。

1957年,由Burbidge夫妇、Fowler和Hoyle,共同提出了“元素起源的宇宙大爆炸理论”(简称B2FH学说),他们认为:

原始的星际物质靠引力收缩形成一些团块——原始恒星,同时内部温度逐渐升高;

当恒星内部温度升到7百万K以上时,氢的核聚变开始,核反应的辐射膨胀与恒星的引力收缩相抵制,恒星发光并进入相对稳定状态。

这时,恒星内部的核聚变有质子—质子循环和碳—氮循环两种。这是恒星氢燃烧阶段,一般可稳定进行100万~100亿年。

太阳核聚变已进行了约46亿年,估计还将继续50亿年。

这一阶段在恒星核心生成氦,同时还有一些碳、氮、氧等元素的形成……

提出B2FH学说之一的Fowler后来获得了1983年的诺贝尔物理学奖,以表彰他在宇宙化学元素分布的解释及核反应理论方面做出的贡献,充分证明了当代科学界对宇宙大爆炸理论的认同。

我们现在所处的这个精彩纷呈、光怪陆离的世界,竟然始自一次无与伦比的奇点爆炸!即便是作为理工科出身的作者,最初对这一观点也感到万分震撼、难以置信!

实际上,关于宇宙和生命的起源,自古以来,各路圣贤就一直探究不止。

被誉为“科学之祖”的古希腊自然科学家和哲学家泰勒斯(Thales)认为水是万物之本;而古希腊米利都学派的哲学家阿那克西米尼(Anaximenes)则认为空气是万物之源。

古希腊爱菲斯学派的代表人物哲学家赫拉克利特(Heraclitus),则认为火是一切物质的初始元素。

哲学家、科学家和预言者恩培多克勒(Empedocles)干脆将前人的学说加以综合,并结合自己的见解,提出了“四元素说”,认为世界万物是由火、空气、水和土组成的。

他认为,火、土、气、水是组成万物的根,万物因四根的组合而生成,因四根的分离而消失。

古希腊先哲、科学家和教育家亚里士多德(Aristotle)则是提出了元素——性质学说。

他认为地上世界由土、水、气、火四大元素组成。其中每种元素都代表四种基本特性(干、湿、冷、热)中两种特性的组合。

与此同时,在古希腊,还产生了物质微粒结构学说。

这一学说的创始人被认为是留基帕(Leucippus)和他的学生德模克利特(Democritus)。他们认为:一切物质都是由最小的、不可分的微粒—原子组成的。

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