《文明的见证》第1000章 麻烦的开始

    宇宙，太浩瀚了。巨大的距离，隔绝了各个文明。可观测宇宙，有138亿光年，计算边界有926亿光年。有上万亿个星系分布其中。而每个星系，又有上千亿颗恒星。在恒星的周围，又会有，十几颗行。
    每个恒星周围，都有宜居带，在这种条件下，认为只有地球有生命，那就跟当时的地心说一样，太自恋了。为什么我们没有跟外星人建立联系？
    首先是距离太大了。都是以光年计。爱因斯坦认为宇宙中最快的速度是光速，如果这样，地球人将孤独一生。我不能接受这个现实。
    其次，概率太低了。我们地球文明，不过一万年的时间，这对于宇宙来说就是一瞬间。外星文明要与我们同时产生才行。另外，就算外星人出来找其他文明，要找几百颗恒星才能找到一个文明的恒星的话，那也是一件比较崩溃的事情。我坚信，我们一定不是唯一的存在。
    一切的一切，都要从138年前的那个奇点说起。
    大爆炸开始时：约150亿年前，体积无限小，密度无限大，温度无限高，时空曲率无限大的点，称为奇点。空间和时间诞生于某种超时空部分宇宙学家称之为量子真空，其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。
    大爆炸后10-43秒：约1032度，宇宙从量子涨落背景出现，这个阶段称为普朗克时间。在此之前，宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克，超过质子密度1078倍，物理学上所有的力都是一种。在这个阶段，宇宙已经冷却到引力可以分离出来，开始独立存在，存在传递引力相互作用的引力子。宇宙中的其他力仍为一体。
    大爆炸后10-35秒：约1027度，暴涨期，引力已分离，夸克、玻色子、轻子形成。此阶段宇宙已经冷却到强相互作用可以分离出来，而弱相互作用及电磁相互作用仍然统一于所谓电弱相互作用。宇宙也发生了暴涨，暴涨仅持续了10-33秒，在此瞬间，宇宙经历了100次加倍，得到的尺度是先前尺度的1030倍。暴涨前宇宙还在光子的相互联系范围内，可以平滑掉所有粗糙的点，暴涨停止时，今天所探测的东西已经在各自小区域稳定下来，而这被称为暴涨理论。
    大爆炸后10-12秒：约1015度，粒子期，质子和中子及其反粒子形成，玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。宇宙变得足够冷，电弱相互作用分解为电磁相互作用和弱相互作用。轻子家族需要等宇宙继续冷却10-4秒才能从与其他粒子的平衡相中分离出来。其中中微子一旦从物质中退耦，将自由穿越空间，原则上可以探测到这些原初中微子。
    大爆炸后0.01秒：约1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。大爆炸后0.1秒后：约300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后：约100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。
    大爆炸后10秒后：约30亿度，核时期，氢、氦类稳定原子核形成。当宇宙冷却到109开尔文以下，粒子转变不可能发生了。核合成计算指出，重子密度仅占拓扑平宇宙所需物质的2%~5%，强烈暗示了其他物质能量的形式充满了宇宙。
    大爆炸后35分钟后：约3亿度，原初核合成过程停止，尚不能形成中性原子。
    大爆炸后1011秒，温度约为105开尔文，物质期。在宇宙早期历史中，光主宰着各能量形式。随着宇宙膨胀，电磁辐射的波长被拉长，相应光子能量也跟着减小。辐射能量密度与尺度和体积的乘积成反比例减小，即安1/r4减小，而物质的能量密度只是简单地与体积成1/r3反比例减小。一万年后，物质密度追上辐射密度且超越它，从那时起，宇宙和它的动力学开始为物质所主导。
    大爆炸后30万年后：约3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。
    量子真空在暴涨期达到全盛，之后便以暗能量的形式弥漫于全宇宙，且随着物质和辐射密度迅速减小，暗能量越来越明显。暗能量可能占据宇宙总能量密度的2/3，从而推动了宇宙加速膨胀。
    大爆炸理论的科学性令人不得不信服。最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。20年代，天文学家埃德温哈勃研究了维斯托斯里弗所作的观测。他注意到，远星系的颜色比近星系的要稍红些。哈勃仔细测量了这种红化，并作了一张图。他发现，这种红化是系统性的，星系离我们越远，它就显得越红。
    光的颜色与它的波长有关。在白光光谱中蓝光位于短波端，红光位于长波端。遥远星系的红化意味着它们的光**长已稍微变长了。在仔细测定许多星系光谱中特征谱线的位置后，哈勃证实了这个效应。他认为，光波变长是由于宇宙正在膨胀的结果。哈勃的这个重大发现就奠定了现代宇宙学的基础。
    膨胀中宇宙的性质使许多人困惑不解。从地球的角度来看，好像遥远的星系都正飞快地远离我们而去。但是，这并不意味着地球就是宇宙的中心。平均而言，宇宙不同地方的膨胀图像都是相同的。可以说每一点都是中心，又没有一点是中心。我们最好把它想象成星系间的空间在伸长或膨胀，而不是星系在空间中运动。这一点与我们日常生活中见到的源于一点的爆炸不同。