如果把宇宙的一生,压缩成一年

作者: Malcolm Godwin

来源: Cosmos: A Spacetime Odyssey

发布日期: 2017-12-31

本文通过将宇宙的138亿年历史压缩成地球上的一年,详细描述了从宇宙诞生到人类出现的各个重要阶段和事件,展示了宇宙的演化过程及其对生命形成的影响。

在广袤的空间和无限的时间中,能与你共享同一颗行星和同一段时光是我的荣幸。如果时光能够倒流,让我们回到最初的那一刻。138亿年前,宇宙刚刚诞生。那时候,宇宙中没有生命,没有行星,也没有恒星、星系、或星系团。在巨大和复杂的结构形成之前,宇宙自身首先经历了非常复杂的过程,制造出了一系列的拥有独特性质的原子。这些原子,是万物的基本构筑。它们与引力、电磁力和核力支撑着整个今天已知的宇宙。

随着时间的流逝,宇宙不断地膨胀,从一个致密、炽热的状态演变成如今我们所栖息的广漠、寒冷的宇宙。今天,宇宙中包含了数以万亿的星系,每个星系中又包含了数以千亿的恒星系统。这些恒星无论是类似我们太阳的系统,或者是像我们最近的邻居——半人马座阿尔法星,都有专属于它们的独特的行星和卫星,如果足够幸运的话,甚至还能够孕育出生命。

现代科学最伟大的成就是我们不仅可以理解整个宇宙由什么构成,同时还能知道它是如何演化成今天的样子。但对我们而言,138亿年太过漫长。为了更好的描绘宇宙的历史,让我们把它的一生压缩成地球上的一年。一月(Jan)宇宙从何而来?这是世界上最大的未解之谜,它是所有其它谜题的根源。一个最简单的答案或许就是宇宙起源于一个开端。但如果深入思考就会发现,这个答案假定了一个最重要的东西,那就是宇宙有一个开端。

当前的天文观测都支持大爆炸理论,这是目前描述宇宙最好的宇宙学模型。有一些人则开始提出其他的可能性,他们认为,宇宙或许是从上一个宇宙的坍缩中反弹而生的,即所谓的大反弹理论。或许在很长的一段时间内都不会有终极的答案,但这并不阻碍我们继续探索、辩论。

二月(Feb)宇宙在不同的物理尺度上都呈现出了结构——从环绕行星的卫星,到跨越可观测宇宙大范围的超星系团、星系的薄片、纤维状结构和空洞。后者通常被称为宇宙中的“大尺度结构”。宇宙中的大尺度结构在情人节这天开始慢慢形成。

三月(Mar)2016年,NASA的钱德拉X-射线天文台及其他望远镜发现了最遥远的星系团——CL J1001+0220。该星系团最令人惊奇的是,其核心区域包含了11个大质量星系,其中9个正疯狂地产生着恒星,形成率相当于每年3000个太阳。

四月(Apr)在天文书籍中,通常会把星系描述为壮丽的孤岛——一个闪烁着繁星的世界。但是星系也有动态的一面。在空间中,不期而遇的星系最终会合并成一个更加庞大的星系,触发恒星的诞生。星系的合并在过去更加的普遍,因为膨胀的宇宙更加的小。在宇宙诞生后的40亿年,有大量的大型螺旋星系合并形成椭圆星系。六月(Jun)3恒星并不是亘古不变的闪烁着光芒,它们自诞生以来就注定了灭亡。

在这一天,第一批类似太阳的恒星耗尽了自身的燃料,在一场烟花般的行星状星云中结束自己的生命。从1月3日第一批恒星诞生起,它们就不断地经历着演化-灭亡-诞生-演化-灭亡......恒星的注定毁灭听起来像是个悲伤的故事,但却是至关重要的,它们是重元素的工厂。我们血液中的铁,骨头中的钙,肌肉中的碳和肺里的氧,所有的这些都是在恒星的内部中制造出来的。因此可以说,我们都是星尘。

回顾整个宇宙的历史长河,正是有数十亿恒星的馈赠才有了今天的我们。九月(Sep)3这一天,迎来了重要的一刻。我们的太阳和原行星盘诞生了!圆盘中的气体和碎石逐渐凝聚成行星,小行星等等。这其中一员便是我们的星球——地球。地球在诞生之初并没有现在的宁静,它饱受撞击。4在所有撞击地球的天体中,有一颗火星大小的天体,被称为Theia。科学家认为这次撞击残留的碎片形成了月球。

但科学家对月球样本的化学分析中,并没有发现任何微量Theia的成分。因此有科学家认为月球或许是通过一系列的撞击产生的,而非一次巨大的撞击。

十月(Oct)12火星一直是科学家所热衷的研究对象,也是伊隆·马斯克征服外太空的首选目标。在这一天,火星失去了磁核,这意味着它失去了保护屏障。很快,它的大气层就被太阳风剥离,才演变成今天我们所看到的红色星球。

十一月(Nov)9在11月9号这天,地球上的生命开始呼吸、移动、进食,并对周遭环境做出反应。多亏了这些开拓性的微生物。它们还发明了繁殖。十二月(Dec)17寒武纪大爆发,绝大多数的动物“门”都在这一时期出现。海洋中的生命开始蓬勃发展,形形色色的大型动物和植物开始爆炸式的发展。28森林、恐龙、鸟类、昆虫,都在12月的最后一周进化而来。地球上的第一朵花,盛开在28日。

306:25AM最后一次大灭绝事件发生,小行星撞击尤卡坦半岛,导致了希克苏鲁伯陨石坑的形成,作为地球上曾经的霸主——恐龙,因此彻底地被毁灭了。这颗小行星改变了一切,如果不是它,恐龙或许还在,而我们却未必了。31在漫长的历史中,人类出现在最后一天的最后一个小时。我们曾经是流浪者,是猎人,是采集者,我们制作工具、生火、捕食。

直到11:59:46PM,人类发明了书写方法来记录事物,所有能被记载的历史都发生在最后的14秒内。统治者、战争、发明和爱情……历史书中记录的一切都发生在宇宙年历中的最后这几秒。11:59:59PM在最后一秒中,我们使用科学的方法,去探索大自然的奥秘和规则。从伽利略的望远镜第一次指向太空,到人类第一次在月球上留下足迹。科学让我们越过空间和时间的限制,去观测我们在宇宙时空中的位置。

科学使我们有了理解宇宙本质的方法,在黑暗之中探索光明。正如卡尔萨根所说的:“科学,照亮黑暗的蜡烛。”

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