【極大篇 | 第一章：宇宙的前世今生】05 宇宙的誕生

宇宙誕生之前是什么都沒有嗎

除了奇點(diǎn)什么也沒有。

宇宙是怎么誕生的?

宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右，奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。 1929年，天文學(xué)家哈勃公布了一個震驚科學(xué)界的發(fā)現(xiàn)。這個發(fā)現(xiàn)在很大程度上導(dǎo)致這樣的結(jié)論：所有的河外星系都在離我們遠(yuǎn)去。即宇宙在高速地膨脹著。這一發(fā)現(xiàn)促使一些天文學(xué)家想到：既然宇宙在膨脹，那么就可能有一個膨脹的起點(diǎn)。天文學(xué)家勒梅特認(rèn)為，現(xiàn)在的宇宙是由一個“原始原子”爆炸而成的。這是大爆炸說的前身。俄裔美國天文學(xué)家伽莫夫接受并發(fā)展了勒梅特的思想，于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸學(xué)說。 伽莫夫認(rèn)為，宇宙最初是一個溫度極高、密度極大的由最基本粒子組成的“原始火球”——引力奇點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)，這個火球必定迅速膨脹，它的演化過程好像一次巨大的爆發(fā)。由于迅速膨脹，宇宙密度和溫度不斷降低，在這個過程中形成了一些化學(xué)元素，然后形成由原子、分子構(gòu)成的氣體物質(zhì)。氣體物質(zhì)又逐漸凝聚成星云，最后從星云中逐漸產(chǎn)生各種天體，成為現(xiàn)在的宇宙。 這種學(xué)說一般人聽起來非常離奇，不可思議。在科學(xué)界，也由于這個學(xué)說缺乏有力的觀測證據(jù)，因而在它剛剛問世時，并未予以普遍的響應(yīng)。 到了1965年，宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn)使大爆炸說重見天日。原來，大爆炸說曾預(yù)言宇宙中還應(yīng)該到處存在著“原始火球”的“余熱”，這種余熱應(yīng)表現(xiàn)為一種四面八方都有的背景輻射 。特別令人驚奇的是 ，伽莫夫預(yù)言的“余熱”溫度竟恰好與宇宙背景輻射的溫度相當(dāng)。另一方面，由于有關(guān)的天文學(xué)基本數(shù)據(jù)已被改進(jìn)，因此根據(jù)這個數(shù)據(jù)推算出來的宇宙膨脹年齡，已從原來的50億年增到100—200億年，現(xiàn)在最準(zhǔn)確的是137億年，這個年齡與天體演化研究中所發(fā)現(xiàn)的最老的天體年齡是吻合的。由于大爆炸說比其他宇宙學(xué)說能夠更多、更好地解釋宇宙觀測事實(shí)，因此愈來愈顯示出它的生命力?，F(xiàn)在，大多數(shù)天文學(xué)家都接受了大爆炸說的基本思想，不少過去不能解釋的問題正在逐步解決，它是最有影響、最有希望的一種宇宙學(xué)。

宇宙的誕生。

我知道的有宇宙爆炸說，再給你提供一些資料： 我們現(xiàn)在觀察到的宇宙，其邊界大約有100多億光年。它由眾多的星系所組成。地球是太陽系的一顆普通行星，而太陽系是銀河系中一顆普通恒星。我們所觀察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么產(chǎn)生的呢？ 宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個很小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在150億年到200億年前，奇點(diǎn)發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。 宇宙原始大爆炸后0.01秒，宇宙的溫度大約為1000億度。物質(zhì)存在的主要形式是電子、光子、中微子。以后，物質(zhì)迅速擴(kuò)散，溫度迅速降低。大爆炸后1秒鐘，下降到100億度。大爆炸后14秒，溫度約30億度。35秒后，為3億度，化學(xué)元素開始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙間彌漫著氣體云。他們在引力的作用下，形成恒星系統(tǒng)，恒星系統(tǒng)又經(jīng)過漫長的演化，成為今天的宇宙。 物質(zhì)現(xiàn)象的總和。廣義上指無限多樣、永恒發(fā)展的物質(zhì)世界，狹義上指一定時代觀測所及的最大天體系統(tǒng)。后者往往稱作可觀測宇宙、我們的宇宙，現(xiàn)在相當(dāng)于天文學(xué)中的“總星系”。 2003年2月份，美國國家航空航天局曾向全世界公布他們有關(guān)宇宙年齡的研究成果。根據(jù)其公布的資料顯示，宇宙年齡應(yīng)該為137億歲。2003年11月份，國際天體物理學(xué)研究小組宣稱，宇宙的確切年齡應(yīng)該是141億歲。地球的形成大約是距今45億年。

宇宙的誕生

大爆炸模型認(rèn)為，最初的宇宙是超高溫、高密度的“一點(diǎn)。”大約180億年前，這“一點(diǎn)”突然爆炸了，僅用10-36秒，伴隨著真空相轉(zhuǎn)移的過冷卻現(xiàn)象，“一點(diǎn)”了瞬間幾十個數(shù)量級的膨脹，成為一厘米規(guī)模的宇宙。其后宇宙繼續(xù)膨脹，溫度從幾十億攝氏度開始下降，大約在5500萬攝氏度時，由降溫過程的能量，生成中子、質(zhì)子，它們又合成原子核，這些過程僅有3分鐘。約30萬年后當(dāng)宇宙的溫度下降到3000攝氏度時，自由電子被原子核捕捉形成原子。在隨后的大約3000萬年中那些原子繼續(xù)向外膨脹。宇宙也繼續(xù)冷卻,到宇宙溫度降至絕對零度之上167度時，原子開始化合形成稀薄氣體。此后因密度波動、引力作用等開始向新的天體進(jìn)化。再經(jīng)過100多億年，顯示出多種多樣的物質(zhì)形態(tài)， 成了今天的宇宙。自從150億年前的宇宙大爆炸之后，星體和各星系一直各自向外飛散。理論上講，相互維系的重力應(yīng)該減慢這個膨脹的速度，但是事實(shí)并非如此，實(shí)際上膨脹還在加速進(jìn)行。美國普林斯頓大學(xué)的斯坦哈特說，宇宙無始、無終，一次次宇宙大爆炸將會永不止息，不斷發(fā)生。 全文 上一講我們介紹了宇宙是怎樣通過大爆炸以后來誕生的，上一次我們只講了宇宙從大爆炸，然后呢，僅僅的持續(xù)了多長時間呢？僅僅持續(xù)了三分多鐘，也就說我們的宇宙基本框架就形成了。下面我們看，三分鐘以后宇宙怎樣演化，怎樣一步一步的演化到我們現(xiàn)在的星球，現(xiàn)在的宇宙狀態(tài)。那么我就要問一個最簡單的問題，也是最通俗的來問，是先有的雞還是先有的蛋？我要回答什么問題呢？我要回答的是星系是怎樣形成的這個問題。 的的確確現(xiàn)在有兩種理論，那么哪兩種理論呢？我們來看一下，這個圖就是一個典型的宇宙從一開始大爆炸以后，逐步演化的一個示意圖。那么一開始呢，那一點(diǎn)就是大爆炸，大爆炸以后呢，宇宙不斷的膨脹，同時溫度也在不斷地降低。那么中間的那一部分，就是我們現(xiàn)在看到的宇宙的背景輻射，或者叫做微波背景輻射，那么再往外邊看到，宇宙在一點(diǎn)一點(diǎn)降低以后，物質(zhì)慢慢就溫度就越來越降低，越降低以后呢，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)就越來越大。換句話說呢，這個物質(zhì)就開始大家往一塊靠，就開始形成一些小的團(tuán)塊，這些團(tuán)塊在再慢慢聚合，一步一步地就形成后邊大家看到的，這個星系。也就說由一點(diǎn)一點(diǎn)聚合，就聚合成星系了。 如果按照這個順序的話，不管怎么說，后邊這一段是由小的團(tuán)塊一點(diǎn)一點(diǎn)形成大的團(tuán)塊，那就相當(dāng)于我們說的先有的蛋后有的雞，就變大了。但是還有一種可能，突然之間就先形成一些大的團(tuán)塊，然后一點(diǎn)一點(diǎn)大的團(tuán)塊再把它分裂，那就是說的先有的雞后有的蛋。那么從什么時間開始形成星系呢？就是這個宇宙的溫度我們說最初非常非常高，有一千億度，如果說再往回追溯的話呢，甚至比一千億度還要大。那么在這么高的溫度下，我們說它不可能形成物質(zhì)團(tuán)塊。那么溫度降低到四千度的時候，這個時候這些物質(zhì)的溫度就涼下來了，冷下來了。然后呢，大家有可能坐在一起來談了，就可以靠攏了，所以到了四千度的時候，宇宙中就開始形成物質(zhì)團(tuán)塊，換句話說，引力就開始起作用，這就是我們星系開始形成的時間，這個時間呢，大約是在宇宙爆炸之后的十億年，宇宙從爆炸以后，到了十億年，就開始形成物質(zhì)團(tuán)塊了。就按照這個圖，叫做top-down，就先形成非常大的團(tuán)塊，宇宙一冷下來以后，突然之間這冷下來之后，大家就是非常的高興，非常的歡呼，原來都在激發(fā)狀態(tài)，誰也不得安寧，突然一冷下來以后所有物質(zhì)成團(tuán)了，只有成團(tuán)了才能沉淀下來，先成團(tuán)了一個很大很大的團(tuán)塊，多大呢，就像一個大餅一樣，這個大餅成了以后，再慢慢慢慢分裂，就形成了下邊的一個一個的星系。這是一種可能，這就是說，先有的什么？先有的雞后有的蛋，先形成大的團(tuán)塊，然后再形成現(xiàn)在的星系。 還有一種可能，叫bottom-up，就是先形成小的一些物質(zhì)，就是團(tuán)塊。然后這些小的物質(zhì)一點(diǎn)一點(diǎn)來凝聚，最后凝聚成什么？一個一個的星系，總之不管是由大塊變成小塊的，還由小塊的變成大塊的，總之要形成什么？形成我們現(xiàn)在的星系，也就是說，宇宙大爆炸之后，大約十億年，就開始出現(xiàn)形成了星系。 這個圖是一個模擬圖，就模擬一下這個星系是怎么形成的，現(xiàn)在就是做一個它的模擬過程。你看這些個團(tuán)塊在相互之間互相吸引，并合在一起，最后呢，形成了幾個星系，好，就形成這個星系，那么我們這個動畫呢，最初看到幾個團(tuán)塊是由哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝下來了，我們?nèi)缓竽M，那些團(tuán)塊根據(jù)我們這個模擬過程最后就形成這個星系。 那么現(xiàn)在宇宙中有多少星系呢？數(shù)也數(shù)不清，我們再看幾個，那么這就是真實(shí)拍下來的宇宙空間的一部分。你會看到什么，彌漫著很多的物質(zhì)，這些個物質(zhì)呢就在不斷地形成新的星球，不斷地形成新的星球，那么宇宙中和我們銀河系一樣的星系多不多，太多了，就宇宙中有很多很多和我們銀河系一樣的類似的星系，你要說我們銀河系漂亮不漂亮，跟這個星系比的話，可能還沒有這個星系漂亮，這個星系叫做漩渦星系，中間有一個核，是非常漂亮的，所以這個星系在那兒不停的旋轉(zhuǎn)，這就是一個和我們銀河系類似的一個河外信息。我們再看一個，這也是一個星系，這個星系呢不那么旋轉(zhuǎn)，我們把它叫做橢圓星系。它是一個橢圓形的，但是這個星系個非常大，這個橢圓星系往往比漩渦星系個頭還要大。那么橢圓星系在宇宙中也非常多，我們再看一個，你看這個星系有什么特點(diǎn)呢？一邊有旋轉(zhuǎn)，另外它中間那個核不是一個圓的，有點(diǎn)像一個棒槌一樣，所以我們管這個星系叫做棒旋星系。 這是另外一個星系，這個星系還有一個小兄弟。你看星系左邊它還帶著一個小的星系跟它連在一起，好像是一個大星系牽著一個小弟弟，兩個星系連在一起，樣子非常好看。就像一個大的手臂一樣，把那個小的星系牽在一起，這也是一個巨大的橢圓星系，這個就比星系的規(guī)模要大的多。你看上邊那些個點(diǎn)，每一個點(diǎn)就是一個星系，星系和星系組合在一起，是什么呢？叫做星系團(tuán)，就是星系和星系也可以組合在一起，成為一個更大的家庭，我們叫做星系團(tuán)。這個就是一個星系團(tuán)，這個星系團(tuán)是目前離我們銀河系最近的一個星系團(tuán)，叫做仙女座星系團(tuán)，離我們最近。 我們說了半天，我們銀河系是不是一個星系，當(dāng)然我們銀河系是一個星系，有人就問了，那你告訴我銀河系星系是什么樣子的。這非常困難，因?yàn)槲覀冊谶@個星系里邊，是無法看到我們星系全部的面目，我們只能看一部分，看看太陽這邊的是什么狀態(tài)，再看看太陽那邊是什么狀態(tài)，然后我們大體上就把我們的銀河系描繪出來了。那么描繪的結(jié)果，有一個星系和我們的銀河系應(yīng)該是非常相像的，就是這個星系，這個星系叫做仙女座大星云，這個大星云也是離我們最近的星云之一，這個星云不但是我們的姊妹星云，而且這個星云在歷史上立了很大的功勞。 我在上一講提到了，哈勃證明了我們的銀河系之外還有銀河系，和我們銀河系一樣的，怎么證明的呢？就是通過這個星系來證明的，具體說它在這個星系里邊找到了單個的星，不但找到了這個星，而且通過這個星測出了仙女座大星云的距離，發(fā)現(xiàn)這個仙女座大星云，絕對不會是處在我們銀河系里邊，那么在哈勃之前大家有一種看法，這個就是我們銀河系里邊的一些星云，所以當(dāng)初把它叫混了，我們管它叫仙女座大星云。而這個仙女座就不然了，它是我們銀河系一樣的一個星系。首先有星系，然后星系里邊再誕生了各種的恒星，那么恒星周圍再有星星的家族。那這樣的話，我們這個宇宙就慢慢誕生了，包括人類也就通過宇宙的演化，各種的高等生命，也就誕生了。 我們談到這個地方以后大家會想到，你談了這么多，談到了現(xiàn)在了，你能不能談?wù)勎磥?，我們的宇宙將來怎么辦？所以問題就變成我們的宇宙會終結(jié)嗎？雖然我們說宇宙的終結(jié)離我們是非常非常遙遠(yuǎn)的事情，但是你不得不考慮。特別是作為科學(xué)家來講，作為天文學(xué)家來講一定要回答這個問題，我們的宇宙會不會有終結(jié)？我們再回過來看一下宇宙的演化，你看宇宙從最初一點(diǎn)，一步一步往下演化。我剛才說了，那么到了圖的右邊你就看到，通過星云以后，最后形成了很多星系，星系里邊有恒星，那么恒星周圍可能有行星，有可能誕生高等生命。那么宇宙還要往下膨脹，這個宇宙會不會無休止的膨脹下去呢？這是擺在天文學(xué)家面前一個非常嚴(yán)肅的問題，你必須回答，不然的話，你這個天文學(xué)研究可以說研究得不夠徹底，對宇宙的了解還非常有限。天文學(xué)家正在努力去回答這個問題，那么通過反復(fù)地研究，我們發(fā)現(xiàn)我們的宇宙的走向大概是這個樣子：我們先說一下這個圖，這個圖的橫坐標(biāo)就是時間，這個縱坐標(biāo)就是宇宙的大小，那么靠近坐標(biāo)軸的這個地方的綠線就是我們目前的狀態(tài)，就是我們目前宇宙的位置。我們宇宙有三種可能，第一種可能就是最上邊那個紅線，這個可能就是我們的宇宙一直膨脹下去，一直膨脹下去，而且膨脹的速度是越來越快，往外膨脹，這是的宇宙一種可能。那么中間呢，第二種可能宇宙也是在膨脹，但是它膨脹的速度比較慢一點(diǎn)，比較平坦，也在膨脹，也會是不斷地膨脹下去。那么第三種狀態(tài)，就是最下邊那條藍(lán)線，它說呀我們目前的宇宙的確是在膨脹，但是我們宇宙膨脹以后呢，還會收縮，就是說從最初出發(fā)以后，膨脹一段時間以后，經(jīng)過若干若干年以后，還會要收縮回來。 這個理論告訴我們，宇宙有這么三種可能性，天文學(xué)家就回答了，哪一種是正確的？怎么來回答呢？那么現(xiàn)在要回答這個問題，從理論上講很簡單，從實(shí)測上來講很困難，為什么說從理論上很簡單呢？這個宇宙究竟是繼續(xù)膨脹下去，或者是膨脹的速度很快，或者是膨脹的速度很慢，還是膨脹膨脹以后就收縮回來，主要取決于我們宇宙中的平均物質(zhì)密度，也就是說我們宇宙中到底有多少物質(zhì)。如果我們宇宙中平均的物質(zhì)密度比較高，那么它的引力的作用就會越來越大，那就有可能膨脹一段以后呢，就收縮回來。那么宇宙中如果物質(zhì)密度比較低，沒法拉住，咱們宇宙就一直膨脹下去，就是這樣，從理論上講就這么簡單，但是還有一個問題需要天文學(xué)家注意，就是宇宙中的暗物質(zhì)。大家知道我們國家著名的物理學(xué)家李政道教授在他的演講就提到，他說21世紀(jì)物理學(xué)的一個重要的任務(wù)之一就是研究宇宙中的暗物質(zhì)。 因此這些暗物質(zhì)非常重要，那么事情是不是到此為止呢？沒有。事情到此還沒有截止，怎么沒有截止呢？最后我們觀測發(fā)現(xiàn)還有更嚴(yán)重的矛盾，就是把宇宙中的這些暗物質(zhì)加進(jìn)來，我們算出來宇宙的年齡也不對，還不正確，還必須有其他的物質(zhì)，才能造成我們目前的宇宙的狀態(tài)，年齡才能符合。那還有什么物質(zhì)？一種是看得見的，一種是看不見的，那么看不見的總之它還在那兒存在。我們現(xiàn)在不但看不見，而且現(xiàn)在我們認(rèn)為還沒有存在的物質(zhì)就是真的不存在，這個問題就很嚴(yán)重了。有沒有呢？現(xiàn)在的回答說可能有，而且有的可能性是越來越大。這個物質(zhì)說來很有意思，這最早是誰提出來的呢？最早是愛因斯坦提出來的，愛因斯坦在他的廣義相對論方程里邊隨便加了一下，再加上一項(xiàng)我這個方程才能平衡，加的是個什么東西呢？愛因斯坦也說不清，大家就在他加的那一項(xiàng)里邊在那兒做游戲。做了半天，愛因斯坦表示很歉意，說我這個宇宙中加的這一項(xiàng)，宇宙常數(shù)加錯了，他說我這一生中犯的一個最大的錯誤，就是在我的方程里邊加了個宇宙常數(shù)。可是沒想到我們愛因斯坦過世半個世紀(jì)了，我們現(xiàn)在沒辦法了，又把他這個救命的稻草又拿來了。應(yīng)該加進(jìn)去，說愛因斯坦老先生沒錯，還是應(yīng)該加進(jìn)去，不但應(yīng)該加進(jìn)去而且十分重要，有可能在真空里邊就有物質(zhì)，真空里面可以取出物質(zhì)來，那你們想一想如果天文學(xué)家把這個事情真正證實(shí)了，那我們這個物質(zhì)的來源呢，那就比過去想象的要豐富的多。我們的真空里邊就可以取出物質(zhì)來，而且這個物質(zhì)的含量甚至比我們看到的物質(zhì)的含量還要多，還要豐富，那可真是取之不盡，用之不竭。你就隨便取吧，探囊取物，想取多少就取多少。當(dāng)然這個問題還是比較復(fù)雜，需要天文學(xué)家包括物理學(xué)家共同來解決，天文學(xué)家從觀測上找到他存在的證據(jù)。所以說，李政道教授預(yù)言的這個是非常正確的，宇宙中21世紀(jì)物理學(xué)的一個重要的課題，可能就是研究宇宙中的暗物質(zhì)。 那么如果說真的宇宙中有足夠的暗物質(zhì)，物質(zhì)非常多，那就會出現(xiàn)什么狀態(tài)呢？就像這個圖上所描述的，就是最下邊的一個狀態(tài)。什么狀態(tài)呢？我們的宇宙目前是在膨脹，膨脹膨脹以后怎么樣，就慢慢就收縮了，就又收縮到一點(diǎn)。 那么現(xiàn)在天文學(xué)家有一個很重要的任務(wù)之一，就是不斷地來研究宇宙中總的質(zhì)量究竟有多少，大家知道我們放了空間望遠(yuǎn)鏡，還放宇宙飛船，不僅觀測它的光學(xué)波段，還觀測它的X射線波段，還不夠，還觀測它的γ射線波段。所有這些目的之一，就想真正了解一下我們宇宙中究竟有多少物質(zhì)，最重要的是回答我們的宇宙究竟要到那里去，什么時間終結(jié)，會不會終結(jié)，會不會收縮到一起再重新開始。 我講了這些以后我不用問你們，你們自然有很多問題。這個實(shí)在是太玄妙了，不可思議，肯定有很多不可思議的問題。比方說這個宇宙到底有多大呀？你說了半天，這個宇宙有沒有邊呀，宇宙是大爆炸，大爆炸開始是怎么回事？大爆炸之前是個什么東西呀？大爆炸的空間有多大呀？那么大爆炸的時候，這么大一個宇宙裝在那么一個小的空間里邊裝得下嗎？諸如此類的問題太多了，我先回答一個問題。什么問題呢？我們的宇宙有沒有邊，這個宇宙到底有多大，那么天文學(xué)家會告訴你，這個宇宙是無限大的，你走不到盡頭，走多遠(yuǎn)都走不到。你就不相信，我到任何一個地方去，我從這個地方到另外一個地方去，那么走的時間長一點(diǎn)我總能走到，最遠(yuǎn)是繞著地球轉(zhuǎn)一圈。我也可以轉(zhuǎn)過去，怎么走不到頭呢？我先給大家最簡單的演示一下，你看這是一張紙，我把這個紙稍微彎一下，彎成這么一個環(huán)。大家知道這個環(huán)，你看這個面上如果有一個小螞蟻在這個面上走，你會發(fā)現(xiàn)它怎么樣？它走得到頭走不到？走不到。它轉(zhuǎn)著圈就回來了。你說這個面有幾個面？你仔細(xì)看一下，這只有一個面。這就說明什么呢？這我就告訴你一件事情，只要我這個空間把它彎曲了，你就會出現(xiàn)這個現(xiàn)象，就不會再走到頭了。就這么簡單的事情，你放上一個螞蟻它在上面走，永遠(yuǎn)也走不到頭。所以說空間只要一彎曲你就走不到頭了。這就是我剛才彎的曲面的一個卡通片，你看這個螞蟻在這個面上走來走去，它會怎么感覺，它認(rèn)為能不能走到盡頭？永遠(yuǎn)走不到盡頭，這個宇宙永遠(yuǎn)走不到盡頭。 那么回過來說為什么永遠(yuǎn)走不到盡頭？就因?yàn)樵谖覀兡壳斑@個宇宙中，我們量宇宙的距離是通過什么來量呢？是通過光線，根據(jù)廣義相對論這個光線在宇宙中是彎曲的，而這個彎曲已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)了。就說通過日全食的觀測已經(jīng)證明了光線的確是彎曲的，因此我們看這個宇宙是永遠(yuǎn)看不到盡頭，所以我們的宇宙是無限的。 另外一點(diǎn)我們要說，你總是想找誰是宇宙的中心？誰是宇宙的邊緣？這個不存在。我們說在這個宇宙中根據(jù)這個理論，我們宇宙中的任何一點(diǎn)都是平權(quán)的。我們說哥白尼把地球?yàn)橹行陌岬教枮橹行?，我們就引用他這個名字，把這個原理叫做哥白尼原理。哥白尼原理用在宇宙上怎么說？就在宇宙中各點(diǎn)都是平權(quán)的，都是一樣的。我們宇宙的話，你站在任何一點(diǎn)來觀測宇宙，得到的效果都是一樣的，大家都是平權(quán)的。這就是說我們的宇宙是一個不會有一個邊界宇宙，不會有一個特殊的位置。 那么還要回答一個問題，你說宇宙從大爆炸起始的，那么大爆炸之前是什么？我剛才圖里演示了，但是一種可能大爆炸之前也是一個宇宙，它收縮了以后開始大爆炸。那么也可能是有其他的可能性，這個可能性我們目前實(shí)事求是的說不是太了解。而且宇宙最初這個物理狀態(tài)這么極端，我們研究透了沒研究透，也實(shí)事求是的說也沒有研究透，這個狀態(tài)還是非常特殊。但是不管怎么說，這個大爆炸理論到目前為止無論從理論上還是從觀測上已經(jīng)被大部分人都接受了。所以有種說法，我們管目前的大爆炸理論叫做標(biāo)準(zhǔn)的宇宙。由于這個大爆炸它是一個熱的大爆炸，而不是一個冷的，所以我們管這個模型叫做熱大爆炸宇宙模型。這個熱大爆炸宇宙模型，目前呢，已經(jīng)被廣泛地接受了。 雖然是說廣泛地接受了，但是畢竟有好多不盡如人意的地方，想想起來非常困難。特別是我在介紹宇宙最初三分鐘的時候你們都很難想像，說是0.01秒我們整個宇宙都裝進(jìn)去，你會想到不要說整個宇宙把地球裝進(jìn)去都很困難。所以不見得令人那么滿意，那么就問了？有沒有更理想、更令人滿意的學(xué)說呢？這個回答應(yīng)該說是有。盡管有的學(xué)說還沒有被完全的普遍的接受，但是也不無道理。這樣的學(xué)說很多，我來介紹其中的一個就是霍伊爾的學(xué)說?；粢翣柺怯囊晃惶煳膶W(xué)家，他前年去世的，這個人的在天文學(xué)上面有很多重要的貢獻(xiàn)。那么其中他就創(chuàng)立了一個學(xué)說，叫什么學(xué)說呢？叫穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說。他說我簡直就不可思議，你這個宇宙起始的時候就那么一個大爆炸，這個不可思議是兩方面：一方面你這個物理狀態(tài)就不可思議。你說是夸克湯，哪來這么多夸克湯？誰來煮這個夸克湯能煮出這么一鍋來？所以這個物理狀態(tài)不可思議。另外一個他說你這個物理規(guī)律也不可思議，在那樣極端的條件下，目前我們理解的物理規(guī)律在那個地方大概早就破壞了。所以他說你那個學(xué)說不對，我現(xiàn)在建立另外一個學(xué)說，叫什么學(xué)說呢？叫穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說。 它有兩層含義，我們以前介紹的時候，往往講的不是很清楚。哪兩層含義呢？就說我們這個物質(zhì)，目前宇宙的物理狀態(tài)是比較穩(wěn)定的，不會有大的起伏，不會有破壞性的，是一個穩(wěn)恒的狀態(tài)。第二層含義，這個宇宙不管怎么演化，從最初到現(xiàn)在到將來，它的物理規(guī)律都是一致的，就是說宇宙的最初演化到現(xiàn)在，這個物理規(guī)律應(yīng)該是保持不變的。他說我們現(xiàn)在的宇宙模型不錯，是在膨脹的，原來的宇宙呢？也是這個樣子，只不過比現(xiàn)在小了一點(diǎn)。那么小了一點(diǎn)的話，里邊的物質(zhì)怎么樣呢？他就說也少了一點(diǎn)，那過去那個物理狀態(tài)怎么樣？就比現(xiàn)在的密集，所以過去要小的話，里邊的物質(zhì)也少，現(xiàn)在比較大了，物質(zhì)就增加了。如果我這個宇宙在膨脹，那物質(zhì)就增加。人家就問了你這個物質(zhì)怎么來的？他說很簡單，怎么個簡單法呢？這個宇宙一邊膨脹，物質(zhì)就一邊產(chǎn)生，隨著宇宙的膨脹，我這物質(zhì)就不斷地在那兒產(chǎn)生。這個理論過去說起來呀，那是大逆不道，我們說我們有種看法認(rèn)為物質(zhì)是不生不滅等等，那你物質(zhì)無中生有，那不是大逆不道是什么？現(xiàn)在看來也不無道理，既然真空中都可以產(chǎn)生物質(zhì)，那就一邊膨脹，就一邊有物質(zhì)產(chǎn)生。這就是霍伊爾的宇宙觀的基本思想。那么他這個理論曾經(jīng)遭到過一些非議，但是，支持的人也大有人在。有很多觀測想支持他這個理論，他本人也很聰明，想了很多辦法去解釋。 我講了這么多，現(xiàn)在我講講我們中國古代的天文觀念。我們中國人很聰明，不光在現(xiàn)在，古代我們就想了很多模型。我們來看一下，這個圖片就告訴我們，我們中國人古代想出的宇宙，那么這個你看這個模型很簡單，但是我要告訴你，這是周朝時候就想出來的，你就覺得不簡單了。它像一個鍋蓋一樣，叫做什么學(xué)說？蓋天說，像一個鍋蓋蓋在那個地方，天上有好多星星，而且在這個基礎(chǔ)上編了很多故事。我們這個鍋蓋可能有好多柱子在那兒支著，有八個柱子，一開始說有四個柱子，后來說四個柱子支的鍋蓋支不住，八個柱子還支不住，所以那個女媧氏，她怎么辦？去補(bǔ)天，她補(bǔ)一補(bǔ)。所以我們想像力很豐富，這是我們的什么說？蓋天說。后來發(fā)現(xiàn)蓋天說有不足之處，到了春秋戰(zhàn)國的時候我們又想了一個，叫什么說？不光有一個鍋蓋蓋在上面，下邊還有，叫做什么說？混天說，就是我們整個宇宙就混混沌沌這么一個大圓球，我們地球像蛋黃一樣，在這個宇宙中間，就叫混天說。所以我們想像力很豐富，根據(jù)混天說就造了混儀，這就是通過混天說的觀點(diǎn)造的混儀，我們古代這位天文學(xué)家叫做張衡。說到這個地方，我就想到這么一個事情，就是天文學(xué)有沒有用？有多大的用處？ 我講了半天，似乎大家感覺呢，非常的深奧，有沒有現(xiàn)實(shí)意義呢？我可以回答你這個天文學(xué)雖然是非常深奧，但是天文學(xué)正是我們?nèi)祟惤佑|自然科學(xué)里邊的第一門學(xué)科。我說人類接觸自然的第一門科學(xué)就是天文學(xué)，為什么那么說呢？古代人要耕作，耕作的話你要知道春夏秋冬，他怎么知道春夏秋冬？通過什么來知道？就是通過看天上的星象，那么日月我們看一般的每日每月，這個季節(jié)呢？它就通過看天上的星象，什么星星出來了，到了什么什么季節(jié)了，也就是季節(jié)的劃分等等都是靠著天文學(xué)。所以從最早的話，人類依靠的自然科學(xué)就是天文學(xué)，所以說這個天還是非常美麗的。研究宇宙呢！還是很有意義的。你看這個小姑娘，在目視著天空，在想宇宙的各種可能的模型以及我們宇宙的發(fā)展未來。謝謝大家！

宇宙是怎么誕生的

宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右，奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。1929年，天文學(xué)家哈勃公布了一個震驚科學(xué)界的發(fā)現(xiàn)。這個發(fā)現(xiàn)在很大程度上導(dǎo)致這樣的結(jié)論:所有的河外星系都在離我們遠(yuǎn)去。即宇宙在高速地膨脹著。這一發(fā)現(xiàn)促使一些天文學(xué)家想到:既然宇宙在膨脹，那么就可能有一個膨脹的起點(diǎn)。天文學(xué)家勒梅特認(rèn)為，現(xiàn)在的宇宙是由一個“原始原子”爆炸而成的。這是大爆炸說的前身。俄裔美國天文學(xué)家伽莫夫接受并發(fā)展了勒梅特的思想，于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸學(xué)說。伽莫夫認(rèn)為，宇宙最初是一個溫度極高、密度極大的由最基本粒子組成的“原始火球”--引力奇點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)，這個火球必定迅速膨脹，它的演化過程好像一次巨大的爆發(fā)。由于迅速膨脹，宇宙密度和溫度不斷降低，在這個過程中形成了一些化學(xué)元素，然后形成由原子、分子構(gòu)成的氣體物質(zhì)。氣體物質(zhì)又逐漸凝聚成星云，最后從星云中逐漸產(chǎn)生各種天體，成為現(xiàn)在的宇宙。這種學(xué)說一般人聽起來非常離奇，不可思議。在科學(xué)界，也由于這個學(xué)說缺乏有力的觀測證據(jù)，因而在它剛剛問世時，并未予以普遍的響應(yīng)。到了1965年，宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn)使大爆炸說重見天日。原來，大爆炸說曾預(yù)言宇宙中還應(yīng)該到處存在著“原始火球”的“余熱”，這種余熱應(yīng)表現(xiàn)為一種四面八方都有的背景輻射 。特別令人驚奇的是 ，伽莫夫預(yù)言的“余熱”溫度竟恰好與宇宙背景輻射的溫度相當(dāng)。另一方面，由于有關(guān)的天文學(xué)基本數(shù)據(jù)已被改進(jìn)，因此根據(jù)這個數(shù)據(jù)推算出來的宇宙膨脹年齡，已從原來的50億年增到100-200億年，現(xiàn)在最準(zhǔn)確的是137億年，這個年齡與天體演化研究中所發(fā)現(xiàn)的最老的天體年齡是吻合的。由于大爆炸說比其他宇宙學(xué)說能夠更多、更好地解釋宇宙觀測事實(shí)，因此愈來愈顯示出它的生命力。現(xiàn)在，大多數(shù)天文學(xué)家都接受了大爆炸說的基本思想，不少過去不能解釋的問題正在逐步解決，它是最有影響、最有希望的一種宇宙學(xué)。

宇宙是怎么誕生的

宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右，奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。 ?? 1929年，天文學(xué)家哈勃公布了一個震驚科學(xué)界的發(fā)現(xiàn)。這個發(fā)現(xiàn)在很大程度上導(dǎo)致這樣的結(jié)論：所有的河外星系都在離我們遠(yuǎn)去。即宇宙在高速地膨脹著。這一發(fā)現(xiàn)促使一些天文學(xué)家想到：既然宇宙在膨脹，那么就可能有一個膨脹的起點(diǎn)。天文學(xué)家勒梅特認(rèn)為，現(xiàn)在的宇宙是由一個“原始原子”爆炸而成的。這是大爆炸說的前身。俄裔美國天文學(xué)家伽莫夫接受并發(fā)展了勒梅特的思想，于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸學(xué)說。 伽莫夫認(rèn)為，宇宙最初是一個溫度極高、密度極大的由最基本粒子組成的“原始火球”——引力奇點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)，這個火球必定迅速膨脹，它的演化過程好像一次巨大的爆發(fā)。由于迅速膨脹，宇宙密度和溫度不斷降低，在這個過程中形成了一些化學(xué)元素，然后形成由原子、分子構(gòu)成的氣體物質(zhì)。氣體物質(zhì)又逐漸凝聚成星云，最后從星云中逐漸產(chǎn)生各種天體，成為現(xiàn)在的宇宙。? 這種學(xué)說一般人聽起來非常離奇，不可思議。在科學(xué)界，也由于這個學(xué)說缺乏有力的觀測證據(jù)，因而在它剛剛問世時，并未予以普遍的響應(yīng)。? 到了1965年，宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn)使大爆炸說重見天日。原來，大爆炸說曾預(yù)言宇宙中還應(yīng)該到處存在著“原始火球”的“余熱”，這種余熱應(yīng)表現(xiàn)為一種四面八方都有的背景輻射?。特別令人驚奇的是?，伽莫夫預(yù)言的“余熱”溫度竟恰好與宇宙背景輻射的溫度相當(dāng)。另一方面，由于有關(guān)的天文學(xué)基本數(shù)據(jù)已被改進(jìn)，因此根據(jù)這個數(shù)據(jù)推算出來的宇宙膨脹年齡，已從原來的50億年增到100—200億年，現(xiàn)在最準(zhǔn)確的是137億年，這個年齡與天體演化研究中所發(fā)現(xiàn)的最老的天體年齡是吻合的。由于大爆炸說比其他宇宙學(xué)說能夠更多、更好地解釋宇宙觀測事實(shí)，因此愈來愈顯示出它的生命力?，F(xiàn)在，大多數(shù)天文學(xué)家都接受了大爆炸說的基本思想，不少過去不能解釋的問題正在逐步解決，它是最有影響、最有希望的一種宇宙學(xué)說。

宇宙是如何誕生的

宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)的總稱。宇宙起源是一個極其復(fù)雜的問題。 宇宙是物質(zhì)世界，它處于不斷的運(yùn)動和發(fā)展中。千百年來，科學(xué)家們一直在探尋宇宙是什么時候、如何形成的。直到今天，許多科學(xué)家認(rèn)為，宇宙是由大約137億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起，并濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，瞬間產(chǎn)生巨大壓力，之后發(fā)生了大爆炸，這次大爆炸的反應(yīng)原理被物理學(xué)家們稱為量子物理。大爆炸使物質(zhì)四散出去，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應(yīng)下降，后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。

宇宙是怎樣誕生的？

宇宙是指所有的恒星和行星，當(dāng)然也包括太陽和地球，以及地球上的一切動物、植物和事物。 一些科學(xué)家認(rèn)為宇宙大約誕生于150億年前的一次大爆炸中。原來宇宙里所有的東西都擠在一起，大爆炸使新生的宇宙向四面八方飛出去。很久很久以后，爆炸的碎片聚集在一起，形成了不同的星星群，宇宙才變成了現(xiàn)在這個樣子。宇宙中有60多億個星系，銀河系只是其中一個。而單是一個銀河系中就有1000多億顆恒星，太陽是其中的一個。宇宙是那么遼闊，得以光年來計(jì)算距離。一光年就等于光在一年中所走過的路程，約等于10萬億千米。 雖然宇宙現(xiàn)在還在繼續(xù)向外擴(kuò)大，但總有一天，各個星系之間會反過來越靠越近，直到撞在一起，發(fā)生大收縮為止。

宇宙的誕生

我知道的有宇宙爆炸說，再給你提供一些資料： 我們現(xiàn)在觀察到的宇宙，其邊界大約有100多億光年。它由眾多的星系所組成。地球是太陽系的一顆普通行星，而太陽系是銀河系中一顆普通恒星。我們所觀察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么產(chǎn)生的呢？ 宇宙學(xué)說認(rèn)為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個很小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在150億年到200億年前，奇點(diǎn)發(fā)生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。 宇宙原始大爆炸后0.01秒，宇宙的溫度大約為1000億度。物質(zhì)存在的主要形式是電子、光子、中微子。以后，物質(zhì)迅速擴(kuò)散，溫度迅速降低。大爆炸后1秒鐘，下降到100億度。大爆炸后14秒，溫度約30億度。35秒后，為3億度，化學(xué)元素開始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙間彌漫著氣體云。他們在引力的作用下，形成恒星系統(tǒng)，恒星系統(tǒng)又經(jīng)過漫長的演化，成為今天的宇宙。 物質(zhì)現(xiàn)象的總和。廣義上指無限多樣、永恒發(fā)展的物質(zhì)世界，狹義上指一定時代觀測所及的最大天體系統(tǒng)。后者往往稱作可觀測宇宙、我們的宇宙，現(xiàn)在相當(dāng)于天文學(xué)中的“總星系”。 2003年2月份，美國國家航空航天局曾向全世界公布他們有關(guān)宇宙年齡的研究成果。根據(jù)其公布的資料顯示，宇宙年齡應(yīng)該為137億歲。2003年11月份，國際天體物理學(xué)研究小組宣稱，宇宙的確切年齡應(yīng)該是141億歲。地球的形成大約是距今45億年。

宇宙是怎樣誕生

宇宙是由大約137億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起，并濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，瞬間產(chǎn)生巨大壓力，之后發(fā)生了大爆炸，這次大爆炸的反應(yīng)原理被物理學(xué)家們稱為量子物理。大爆炸使物質(zhì)四散出去，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應(yīng)下降，后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 另外，宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)的總稱。 宇宙是物質(zhì)世界，它處于不斷的運(yùn)動和發(fā)展中。