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一生必读的万卷好书026:《大爆炸:宇宙通史》

2018-10-20  本文已影响35人  北京杜豆豆

文/夜阑 杜豆豆

童年那些美好的日子里,我最喜欢的是夏日的夜晚。

因为,我家住楼房,房顶是个大露台,每当夜幕降临,露台上便聚了左邻右舍,铺了凉席,摇着蒲扇,聊天喝茶打麻将,很是热闹悠闲。而我,就可以躺在凉凉的蒲席上,吹着夏夜的凉风,遥望夜空,看那一颗颗闪烁的星星,自顾自地遐想联翩。

常常觉得,那浩瀚的宇宙,眨着眼的星星,神秘而又美丽,不知道藏着什么秘密?到底宇宙是怎么来的?光又是哪儿来的?这些星星都经历了什么样的变化?我们这些生命又从何而来?

《大爆炸:宇宙通史》这本书,就是来告诉你这些天上的秘密的。

它是一本天文学科普书籍。在书中,作者用通俗易懂的语言,清晰生动的故事,引人入胜的情节,为我们揭示了宇宙所具有的超乎寻常的秘密,是宇宙演化史主流观念最全面、最通俗的佳作。

本书是由布赖恩•梅、帕特里克•摩尔和克里斯•林陶特三个作者一起,满怀热情、花费两年时间,反复推敲,共同完成的。

其中,帕特里克·摩尔爵士(Sir Patrick Moore)是大英帝国司令勋章获得者、皇家学会会员、皇家天文学会会员。他终生研究月球,曾无数次地出现在广播和电视节目中,撰写了数百部书籍和文章,并在世界各地举办过讲座。

布赖恩·梅(BrianMay),英帝国司令勋章获得者、英国皇家科学学院准会员、英国皇家天文学会会员。他是英国BBC电视节目《夜空》的固定撰稿人。

克里斯·林陶特(Chris Lintott),英国皇家天文学会会员,伦敦大学学院天体物理学博士,现在牛津大学从事天文学研究。

值得一提的,是这本书的写作手法。全书都是用最简单直白的语言讲述的,没有晦涩的数学,没有难懂的概念,更像是一本引人入胜的故事书。

它按照时间顺序对宇宙演化史进行了精彩的描述,共分为七章,从137亿年前“大爆炸”的“万物肇始”写起,描述了空间、时间、物质以至宇宙的诞生。宇宙从一团不可思议的渺小粒子开始,不断膨胀,并形成了第一批恒星、星系和行星。然后,生命诞生,人类演化出来,并不断发展,直到无限遥远的未来,地球被变成红巨星的太阳所吞没为止。

好了,了解了本书概要和作者情况。接下来,我就为你简单总结一下书中主要内容:

1、 天空的诱惑

夜晚中无数明亮闪烁的飘渺星光,永远能引起人类的无限遐想。在群星之下,我们感受到自己的渺小,感受到地球、甚至是太阳的渺小,但我们却无法停止追问宇宙和行星背后的真相,勇敢地探索着未来。

天文学家们致力于回答这些宇宙问题,凭借无数遥远星星的光线探索着宇宙深处的秘密。我们勇敢而谦卑地向外太空发送自己创造的宇宙飞船,踏出这场征途的第一步。

这本书记录着我们目前对宇宙历史的了解,从诞生的那一刻,到现在,直至遥远的未来。我们在这个计算机技术不断增长的时代不断在太空中获取着惊人的成就,在天文学的黄金时代里不断更新着我们对于这个世界的了解。

由于空间的距离,当我们观察星光时,实际上是在参与一场时间旅行,观察着数年甚至数百年以前的星光。这为我们研究宇宙的历史带来了极大的便利,使得我们能够观察到60亿年前宇宙的样子。

和宇宙的古老时间相比,地球上的发展演变似乎都发生在瞬息之间。时间的问题还让我们思考在宇宙诞生“之前”的情形;虽然数学上来讲时间与宇宙一同诞生,因此没有“以前”,但这个解释并不太让人满意。

随着科技的发展,当人们可以跨越行星甚至星系来进行科技研究后,时间将无法作为同步的度量标准。而我们对于这个令人费解的时间问题的探讨才刚刚来开序幕。

2、 万物肇始

137亿年前的宇宙里没有我们所熟悉的物质和生命,一切都蜷缩在一团无比密集、炙热的粒子里。宇宙的诞生则发生在瞬间的膨胀之中,不断发展成现在的样子。

目前科学家无法解释宇宙诞生的大爆炸发生后的第一个10^(-43)秒中的事情,也就是第一个普朗克时间单位(Plank time)。

量子力学中,德国科学家麦克斯·普朗克首先引入了“最小刻度”这个概念,宣称能量的变化不是平滑而连续的,而是被一系列最小的单位约束着。和爱因斯坦宏观的广义相对论不同,量子理论使科学家们能够以最微观的角度来处理宇宙问题。

虽然大爆炸与印象中风平浪静、似乎无穷尽的宇宙有所不同,但接受这个被科学理由所论证的大爆炸的假说,让我们更容易理清宇宙从第一个普朗克时间到现在为止的整个历史进程。

宇宙诞生后,粒子团不断扩张,温度逐渐下降;最初这段时间就是一段碰撞、减速、捕获与被捕获的历史。

在最初的30万年里,宇宙的物理状态几乎保持不变,中子和质子的速度虽然减慢了,但辐射和粒子依然混在一起,相互吸引、排斥和碰撞。宇宙中第一个光子——第一道光,可能就是在这一团混乱中由粒子和反粒子的一次相撞所迸发的。光子流在那时的宇宙中穿梭的速度极慢,很容易就撞上一个电子被其捕捉,又发射到不同的方向去。换句话说,这时的宇宙是不透明的。

而当宇宙终于冷却到3000度时,本来跑的过快的电子终于减慢到足够给原子核捕捉的地步了;电子被一个个原子核圈在自己的力里,使原子之间出现了更多的空隙。光子有了更多的空间穿梭,宇宙变得有些“透明”了。

3、 演化中的宇宙

到了7亿年以后,宇宙的物质已经开始收缩成能够实际观察到的天体。最初形成的天体包括大质量黑洞和一种明亮而活跃的古老类星体;这种星体形成了那些光度相当于几千个银河系的星系的核,穿越极远的距离向我们展示着宇宙相当年轻时的那些日子。

当大爆炸过去90亿年时,宇宙看上去和我们周围目前的情况很相似了。很长的一段时间里,类星体中心的黑洞吞噬着周围巨量的气体和尘埃,释放相应能量;而随着周围的资源消耗殆尽,类星体黯淡下去,剩下大量以恒心为中心的“正常”星系。

大约在40亿到50亿年中,随着垂死的恒星逐渐超过了正在诞生的恒星,我们的太阳系在一个不起眼的漩涡星系中开始形成。

大约在46亿年前,早期的地球诞生了,它表面炙热,而且很快将会迎来它的生命伴侣——月球的形成。被广泛接受的理论认为,月球的诞生起源于一次超级大碰撞:一个和火星质量相似的星体撞上了地球,与其合并在一起,四散的碎片残骸则形成了月球;而这两个天体的实际核心合并形成了地球现在的核心。

4、 透视未来

虽然我们可以通过化石、地质、观察亿万光年外的星光、探测微波背景辐射来追溯遥远的过去在宇宙中留下的痕迹,然而未来会发生什么对于我们来说仍是如此扑朔迷离。我们对于60亿岁之前的宇宙也远比我们对60亿岁到现今的宇宙了解得多得多。

以地球面对的威胁来举例,虽然我们也许能通过在平均每几十年就光顾地球一次的小行星附近引爆一颗核弹来改变它与地球相撞、物种大灭绝的命运,但是我们能做的事并不比恐龙高明太多——有时我们甚至无法在它路过地球前捕捉到它的踪迹。

自然灾难,比如超级火山爆发,也会造成使物种灭绝的灾难。当然,人为灾难也是极有可能发生的。然而即便如此,地球本身的末日将会被创造它的太阳所带来。

宇宙的未来目前还难以确定,但答案将依赖于宇宙中两个博弈量的最终较量结果——引力和“宇宙常数”。

如果引力获胜,宇宙温度将会上升,所有的物质将在“大坍缩”(Big Crunch)中走向中间,就如同大爆炸被逆转过来一般。这种假说提供出了一种生生不息的可能性,爆发创造、又毁灭坍缩,如此反复以至无穷,仿佛轮回一般。

然而不幸的是,现在的理论认为“大坍缩”永远不会发生。原因很简单,宇宙中的物质和引力不够强大到使膨胀逆转过来,因此,宇宙很有可能永远膨胀下去,且越来越快。而未来则取决于我们对“宇宙常数”进一步的研究。

我想,与浩渺的宇宙相比,我们不过是一粒尘埃。但不管有多么渺小,对这个世界,我们依然要抱有好奇,唯有此,才能让我们的生活更为多彩。

(本文结束)

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作者简介:

夜阑,在美留学的大学在校生,计算机专业,常有稀奇古怪想法的理工科小才女,爱码字,爱画画,爱足球,爱古琴,爱做饭,爱周游列国。

杜豆豆,IT从业20余年,英语语言文学学士,美学、心理学研究生。早年创过业,后就职多家全球知名IT外企。性格淡泊宁静,书痴一枚,闲时码码字。兼任多家平台签约作者。愿倾尽一生之力,读经典好书,写有厚度的文字,过有深度的人生。

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