起源:万物大历史





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【宇宙的138亿年,其实只过去了13年?】
假如我们把大爆炸用一个数轴来衡量一下的话,我们看看是什么概念。从大爆炸开始到今天大概是138亿年,很多人对138亿年这个数字没有感觉,因为这个数字太大,那么我们把它除以10亿,除以10亿以后大约是13年,我们对13年还是有感觉的。所以换算下来,宇宙大爆炸的起点在13年零8个月之前,这个大家能够有概念。
假如把宇宙大爆炸换算成是13年零8个月之前发生的,那么小行星撞击使得恐龙毁灭大概发生在什么时候呢?就是24天前,24天前恐龙毁灭。然后直立人问世,从实际的数字上来看,大概是200万年前,放在换算后的尺度里来看就是17个小时前。智人问世是20万年前,那放在这个13年的尺度里就是100分钟以前,智人出现。
罗马、汉朝帝国的兴盛,在我们看来是很早以前(差不多2000年前)的事了,在这个换算过的尺度中来看,是1分钟以前。也就是说,如果从大爆炸开始算作是13年前的话,那么1分钟以前就是罗马和汉王朝的那个时候,所以这个尺度实在是大得惊人了。
【大爆炸的起点来自哪儿?】
那有一个核心的问题,就是大爆炸这个点(奇点)到底是从哪儿来的呢?人们在实验室里做过实验,观测到了在真空条件下从虚无中诞生的粒子。我读到这一段的时候,我的头皮都发麻了,我突然想到了老子在《道德经》里边讲的“有生于无”。就是产生“有”的这个奇点,这个东西从哪儿来的?最后还“一生二,二生三,三生万物”,这个“有”是从“无”当中来的。过去我们觉得这句话不可理解,怎么能从“无”当中产生出来一个东西呢?因为物质和能量是相互转换的。这个真空环境是有能量的,虽然它是真空,但是只要有能量就可以转换成物质,这就是爱因斯坦的贡献——E=mc²,就把物质和能量的转换的道理说明白了。
在138亿年前的某一个点(也就是奇点)上发生了爆炸,是能量惊人的大爆炸。当时的温度能达到多少呢?达到了绝对零度之上的数万亿度的温度。什么叫绝对零度?就是假如我们这些原子都不动了,所有的东西都进入死寂的状态,这个状态下的温度叫作绝对零度。绝对零度是-273.15℃。
【各种元素源于恒星的死亡?】
第三个节点是新元素的诞生。宇宙当中不可能只有氢和氦,如果只有氢和氦,碳、氧、硅、镍都从哪儿来呢?这个更神奇。新元素需要的是化学复杂性,而这个化学复杂性是怎么诞生的呢?大概在宇宙大爆炸以后10亿年的时间,只有氢和氦,还有非常微量的锂和铍。我们知道氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮。氢、氦、锂、铍是化学元素周期表的前四个元素,当时后两个锂和铍只有一点点,几乎可以忽略,基本是四分之三的氢、四分之一的氦。然后接下来是非常精彩的一幕,这一幕我觉得是我需要念给大家听的:
“一旦恒星垂垂老矣,最终会耗尽自身的自由质子,其内核部也逐渐堆积起燃尽的质子灰烬,换言之,氦核。要实现氦核的聚合就需要比聚合质子高得多的温度,所以恒星内核处最终会停止燃烧。而一旦停止燃烧,引力就占了上风,恒星便会在自身重力的压迫下最终塌陷。但故事并非就此结束。恒星塌陷后,在引力的挤压下,其温度会再次升高,恒星的外部表层也会因此膨胀,温度则又降了下来,从而以此维持自身的平衡。对人类而言,这种恒星的外部表层呈红色,所以被称作红巨星。”很多小孩子都听说过这个词——红巨星。
“而一旦太阳到了这个阶段,就会膨胀到目前体积的200倍左右,而太阳系内的行星,包括地球,都会因此而灰飞烟灭。”你不要期待着太阳成为红巨星,那一刻咱们全部会被烧掉。“如果红巨星的质量足够大,其内核处在引力的挤压下会变得异常炙热,足以把氦核聚合成更重的元素,比如碳(有6个质子)和氧(有8个质子)。此时恒星可谓是经历了一场复活,只不过聚合氦核要比聚合质子复杂得多,且产出的能量也较少,所以说恒星到了这一阶段,其寿命也就不多了。”
“巨型恒星要经历好几次这样剧烈的膨胀和收缩。碳和氧也聚合成更重的元素,从镁到硅,最终是铁。”所以大家知道了吗,不同的元素从哪儿来的?是从恒星的死亡过程当中诞生的。
