霹靂說二十世紀天文學界相信宇宙是由一次大爆炸所産生的。宇宙開始形成時 像一台巨大的粒子加速器 霹靂說 - 趣味新聞網

發表日期 2008-02-03T17:17:35+08:00

     霹靂說

二十世紀天文學界相信宇宙是由一次大爆炸所産生的。

宇宙開始形成時，像一台巨大的粒子加速器，在不可思義的高能碰撞中，産生並摧毀基本粒子。於是科學傢把基本粒子送進加速器中的液體室，好研究碰撞的情形。粒子與液化氣體的原子相互作用，粒子在作用後留下一連串小氣泡；「氣泡室」之名由此而來。

「霹靂說」：最初的爆炸

闡明星係性質，替星係分門彆類的先驅─美國天文學傢哈伯，發現瞭宇宙在擴張，從而大幅改變瞭人類對宇宙的認識。

1929年，哈伯注意到一個現象：離銀河係愈遠的星係，所發射的光愈偏嚮光譜中紅色的一端，顯示其頻率愈低。他因而推測，大多數星係將離銀河係愈來愈遠。

這個星係漸行漸遠離銀河係的運動，有一定的規律，星係行進的速度和它距離銀河係的遠近成比例：如果星係和銀河係的距離達兩倍遠時，星係離開的速度也會快兩倍。而且，任何一個方嚮的星係運動都是如此。距離和速度之間的比例，顯示一個重要的結論：每個星係從起點移動到目前的位置，所花的時間一定相同。

讓我們把這事件發展像影片一樣倒迴去看：大約在150億年前，所有的星係，在同一時刻，聚集在同一點上。然後發生一場大爆炸，造成宇宙現在的擴張。

宇宙從虛無的能量中誕生

關於宇宙的起源，一般認為是開始於最初爆炸後一個極小的小數秒，也就是1/100..00(43個0)秒的時候。可是，在這一瞬間之前發生瞭什麼？沒有人知道。

當時，宇宙的溫度高達10..0(32個0)k，整個宇宙充塞在如大頭針尖大小，直徑0.001公分的球體內。裏麵既沒有原子，也沒有旦球和星係，完全虛無。我們會以為在這片虛焦裏，沒有物質和活動，一切平靜而穩定。其實，這是一個活躍的虛無，由於最初的爆炸灌注給它能量，而顯得蠢蠢欲動。

宇宙時鍾走到1/10..0(32個0)秒時，宇宙的膨脹使宇宙稍稍減低瞭密度和熱度。此時，最早的粒子齣現瞭。它們是誇剋和電子，中微子也從空間中齣現，與光子混閤在一起。物質齣現的同時，反物質也登場瞭。反物質是由反粒子組成，反粒子具有和粒子同樣的特性，但它們的電荷是相反的。因為宇宙在電性上是中性的，反物質的存在對平衡物質的電荷是必要的。物質和光不斷相互作用。粒子和反粒子互相碰撞，變為光子。光子又變成一對對的粒子-反粒子。物質-反物質，以及光子，在生與死的惡性循環中不斷齣現和消失。

大自然的偏袒創造齣物質的宇宙

如果粒子和反粒子一樣多的話，宇宙的發展就會就此打住，而物質可能和反物質一起毀滅，隻剩下一個沒有基本粒子、星球、星係和人類，而隻有光的宇宙。但是，幸好大自然看待物質和反物質時，並不是不偏不倚的。大自然對物質有小小的偏愛，因此，若真空中齣現十億個反粒子，就會有十億加一個粒子齣現。每十億個反粒子和粒子一起毀滅，變成十億個光子後，就會有一個物質的粒子繼續存在。

隨著宇宙冷卻和稀薄，愈來愈復雜的結構逐漸成形

當宇宙時鍾走到百萬份之一秒時，萬物也加好油門，準備上路。宇宙在這個時刻已和太陽係一樣大瞭。不過溫度依然高達10..0(11個0)K。誇子首先三個三個地結閤，而後産生質子和中子。將這些誇子係在一起的是強大的核力量。

核力量在大約三分鍾後再度介入，集閤質子和中子，形成氫和氦的核。

氦核由於宇宙的擴展而變得稀薄，沒有機會再聚集在一起；基於這點，宇宙無法再造齣更加復雜的結構。

優遊在氫核、氦核、電子、光子，以及中微子的世界裏，宇宙繼續擴展

往後秩30萬年裏，沒有重大事件發生。宇宙冷卻至10,000k。電磁力建構原子的物質，促使每個質子與一個電子結閤，形成一個氫原子。電磁力還使每個氦核和兩個電子聚集，形成一個氦原子。被禁閉在原子中的電子，不再阻止光子自由流通。從這時開始，原本不透明的宇宙變透明瞭。這個時期産生的光子，構成宇宙的背景輻射。

有瞭氫原子和氦原子後，宇宙即將脫胎換骨，可以閤成比氦更復雜的結構。在重力的幫助下，空間冰冷的荒漠中齣現瞭溫熱的「綠洲」。這些綠洲就是星係。星係中的物質受重力束縛，焦法參加宇宙的擴展運動，因而避開瞭阻止物質嚮復雜化邁進的冷卻和稀薄。但是，這些熱的綠洲有一個非常大的缺點：它們的密度太低瞭。平均起來，一個星係的每立方公分隻有一個氫原子，這個密度，比起我們呼吸的空氣還要低幾韆萬億倍。所以亟需一些密度更大的地方，好促進原子的相遇。

於是，在星係的內部，群星齣現瞭。

現有的宇宙

宇宙中有上韆億的星係，平均每一星係亦約有上韆億的恆星及各類天體，而星體間的距離是用萬有引力去維係的(地球的地心吸力也是萬有引力之一)。相對的，天文學傢也有較多的「樣品」，可以拼湊齣有關恆星與星係的完整理論。但是以我們現在的所知，要建構一個閤理的宇宙論並不容易，現在的宇宙論最為大傢接受是大爆炸學說，仍然有許多尚未解決的難題。天文學傢提齣膨脹理論，解釋瞭部份宇宙論標準模型的睏難，但終極的宇宙論仍然在建構之中。

資料來源
癡漢論壇
小弟此番分享貴在知識交流
並非部份會員所想隻為賺取積分
這些知識在小弟未接觸前
也深感不可思議
接觸後更覺他浩瀚無垠
在個人知識所及外
的每一部份都可說上是不可思議
無意筆戰貴在分享
有所問題者歡迎私下傳訊交流

[ 本帖最後由 dumbmotor 於 2008-6-16 12:51 編輯 ]

分享鏈接