《万物起源》:探索宇宙与生命的起源

作者: 李淼

来源: 果壳

发布日期: 2017-08-24

本文探讨了宇宙的起源、构成以及黑洞的形成,通过大爆炸理论、暗物质和暗能量的概念,以及黑洞的特性,深入浅出地解释了宇宙的奥秘。

从宇宙大爆炸到恋爱背后的基因驱动,从生命起源到巧克力的致命吸引力,我们来自哪里?所有事物是如何发端的?这是宇宙间最大的问题。宇宙是如何开始的?

大爆炸理论认为,宇宙是从137亿年前的一场大爆炸开始的,宇宙膨胀的最早证据是与我们银河系相邻的其他星系在离我们远去,第二个重要证据是大爆炸之后的“余晖”,也就是太空中无所不在的微波背景,这说明物理学家关于大爆炸产生了很多热物质和“热光”是正确的,宇宙膨胀之下,光的温度越来越低,直到今天的温度正好是微波。

宇宙最早的时候物质到处是一样的,只有一点点差别,物质的密度差别大约是十万分之一,就是这一点点差别导致了恒星、恒星群和星系形成。不同的差异导致大小不一样的恒星产生。最大的恒星比太阳要大很多倍,恒星越大燃烧越快,燃烧时会产生氦、碳、氖、氧、硅和硫,硅和硫最后会合成铁。在铁产生时,巨大的恒星会作为一颗超新星爆发,爆发的结果可能是一颗黑洞,也可能是一个中子星。

宇宙中都有什么?

宇宙中除了物质,还有比物质多出几倍的暗物质,这些暗物质不会发光,甚至不会和物质发生任何反应,科学家是通过星系中的恒星运动发现暗物质的,因为暗物质会产生万有引力。科学家还没有通过仪器直接检测到暗物质,因为暗物质几乎不与物质发生反应。除了暗物质,宇宙的70%的能量由暗能量构成,科学家更无法直接探测到暗能量,因为目前我们还不知道暗能量到底是什么。但是,暗能量产生反引力,导致了宇宙现在膨胀的速度越来越高。

黑洞是怎么回事?黑洞是大质量恒星燃烧到最后形成的,原则上,质量是太阳2倍或2倍以上的恒星都可能形成黑洞,但由于恒星爆发时会抛出大量物质,通常只有质量是太阳的20倍以上的恒星才会在燃烧到最后变成超新星爆发,留下一个黑洞。黑洞本身不发光,但被吸附到周围的物质因为围绕黑洞高速运动,或者掉进黑洞,它们会发光。

两颗黑洞互相绕着转,最后会合并成一个更大的黑洞,在最后时刻辐射引力波,LIGO已经发布了三起这种合并事件,距离银河系都非常遥远。

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