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初露鋒芒
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[科幻] 宇宙的誕生
霹靂說

二十世紀天文學界相信宇宙是由一次大爆炸所產生的。

宇宙開始形成時,像一臺巨大的粒子加速器,在不可思義的高能碰撞中

產生並摧毀基本粒子。於是科學家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

闡明星系性質,替星系分門別類的先驅─美國天文學家哈伯,發現了宇宙在擴張,從而大幅改變了人類對宇宙的認識。

1929年,哈伯注意到一個現象:離銀河系愈遠的星系,所發射的光愈偏向光譜中紅色的一端,顯示其頻率愈低。

他因而推測,大多數星系將離銀河系愈來愈遠。

這個星系漸行漸遠離銀河系的運動,有一定的規律,星系行進的速度和它距離銀河系的遠近成比例:

如果星系和銀河系的距離達兩倍遠時,星系離開的速度也會快兩倍。而且,任何一個方向的星系運動都是如此。

距離和速度之間的比例,顯示一個重要的結論:每個星系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回去看:大約在150億年前,所有的星系,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了什麼?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。

裡面既沒有原子,也沒有旦球和星系,完全虛無。我們會以為在這片虛焦裡,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。

宇宙時鐘走到1/10..0(32個0)秒時,宇宙的膨脹使宇宙稍稍減低了密度和熱度。此時,最早的粒子出現了。

它們是夸克和電子,中微子也從空間中出現,與光子混合在一起。物質出現的同時,反物質也登場了。

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出現和消失。

大自然的偏袒創造出物質的宇宙

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,

只剩下一個沒有基本粒子、星球、星系和人類,而只有光的宇宙。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,若真空中出現十億個反粒子,就會有十億加一個粒子出現。

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,愈來愈複雜的結構逐漸成形

當宇宙時鐘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系一樣大了。

不過溫度依然高達10..0(11個0)K。夸子首先三個三個地結合,而後產生質子和中子。

將這些夸子繫在一起的是強大的核力量。

核力量在大約三分鐘後再度介入,集合質子和中子,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,宇宙無法再造出更加複雜的結構。

優游在氫核、氦核、電子、光子,以及中微子的世界裡,宇宙繼續擴展

往後秩30萬年裡,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合,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了。

這個時期產生的光子,構成宇宙的背景輻射。

有了氫原子和氦原子後,宇宙即將脫胎換骨,可以合成比氦更複雜的結構。在重力的幫助下,

空間冰冷的荒漠中出現了溫熱的「綠洲」。這些綠洲就是星系。星系中的物質受重力束縛,

焦法參加宇宙的擴展運動,因而避開了阻止物質向複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:

它們的密度太低了。平均起來,一個星系的每立方公分只有一個氫原子,這個密度,

比起我們呼吸的空氣還要低幾千萬億倍。所以亟需一些密度更大的地方,好促進原子的相遇。

於是,在星系的內部,群星出現了。

現有的宇宙

宇宙中有上千億的星系,平均每一星系亦約有上千億的恆星及各類天體,

而星體間的距離是用萬有引力去維繫的(地球的地心吸力也是萬有引力之一)。

相對的,天文學家也有較多的「樣品」,可以拼湊出有關恆星與星系的完整理論。

但是以我們現在的所知,要建構一個合理的宇宙論並不容易,現在的宇宙論最為大家接受是大爆炸學說,

仍然有許多尚未解決的難題。天文學家提出膨脹理論,解釋了部份宇宙論標準模型的困難,但終極的宇宙論仍然在建構之中。



獻花 x0 回到頂端 [樓 主] From:台灣中華電信 | Posted:2005-03-06 11:05 |
andy01230
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看來宇宙的奧秘還真是讓人值得繼續研究探索下去 真是神秘


?~.~|
獻花 x0 回到頂端 [1 樓] From:台灣中華電信 | Posted:2005-09-18 19:10 |
Ivon 會員卡 葫蘆墩家族
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我覺得宇宙無邊無際的
要了解宇宙要花好幾年的時間



^^
獻花 x0 回到頂端 [2 樓] From:台灣中華電信 | Posted:2005-10-12 22:31 |

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