宇宙的诞生

约公元前138亿年 大爆炸

埃德温·哈勃（Edwin Hubble,1889—1953）

用图像来描绘宇宙的开端，与理解这些理论一样不容易。在这里，一位艺术家别出心裁地捕捉到这样的灵感为我们绘出右面的附图：这场大爆炸被另一个三维宇宙的撞击所激发，而今它已经隐藏在了更高的维度里。

哈勃定律（1929年），核聚变（1939年），哈勃空间望远镜（1990年）

要全面地看待天文学的历史，最好是从一个真正的开端着眼—空间与时间两者的双重起点。以埃德温·哈勃为代表的20世纪天文学家们，观测到我们所见的任何方向上的全部星系都正在彼此远离。诸如这样的大尺度结构，让天文学家们发现了宇宙正在膨胀。这意味着，越是追溯到过去的宇宙，尺度越小。可以想见，在遥远的过去的某一点，一切都发源于一个空间和时间的单个的点，我们称之为“奇点”。在哈勃空间望远镜和其他设备年复一年的仔细观测中，一个这样的事实被揭示出来：宇宙诞生于一场猛烈的爆炸，这一切发生在距今138亿年前的奇点。

天文学家们在20世纪30年代将这一学说命名为“大爆炸理论”。利用几十年间的天文观测、实验室试验和数学模型，致力于研究宇宙的起源与演化的宇宙学家和天文学家们，反复严格检验了大爆炸理论的细节。从这些研究中，我们已经了解到关于我们这个宇宙的早期历史。令人印象深刻的结果是：在宇宙存在的第一秒钟之内，温度从一千万亿度下降至“仅仅”一百亿度；并且由原初的等离子体中形成了宇宙今天储备的全部质子（氢原子）和中子。到宇宙只有3分钟大的时候，氦与其他轻元素都已经在核合成的过程中由氢元素形成了。同样的核合成过程，今天还在恒星的内部发生着。

空间和时间两者尽在138亿年前的一瞬间被创造出来，思考这一问题足够令人脑洞大开。是什么造成的这场大爆炸？大爆炸发生的时间之前存在着什么？宇宙学家告诉我们，这样的问题是没有意义的，因为时间本身就是大爆炸创造的。略显振奋的是，我们意识到我们每个人身体中存在的最丰富的元素—氢—全部产生于宇宙最早的一秒钟里。我们是如此古老的存在！■