Big History 01:宇宙的起源與生命的偶然
擺脫歷史的枷鎖才能獲得未來
大爆炸之後
138億年前的某天,沒來由的,伴隨著「砰」的一聲無聲巨響,這個宇宙誕生了。沒有人知道在這之前是什麼樣子,我也想不出任何詞可以形容之前的那個「世界」,每當我想起這個的時候,我的大腦就會陷入一陣迷茫與抽搐之中。
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後來有人告訴我,在宇宙爆炸之前所有的一切都毫無意義,是的,以我們目前的認知水平來看,它真的毫無意義。有興趣的朋友可以去自行百度一下 「普朗克時間」,這裡不多做闡述。
每當我仰望星空的時候,我都會想起一些元問題,比如我們從何而來?這個世界從何而來?我所看到的萬事萬物,這個宇宙中所有的,一切的物質與能量,以及我們的思想究竟從何而來?甚至在過去的某一段時間裡,我不太相信這個宇宙是源於一場大爆炸,我像一些古代希臘哲學家一樣,堅信這個宇宙是有限的,堅信這個宇宙從始至終都是如此,它恆古不變,至少,它一直是存在的,因此也就沒有起點與終點。
這一切看起來都太令人匪夷所思了,想想看,本來是一個很小很小的,微乎其微的,肉眼都看不到的奇點,在某一刻,就這麼突然間炸開了,在極短的一剎那,它以超光速膨脹,你根本還沒反應過來,它就從一個比原子還要小的東西漲成了一個堪比星系的龐然大物。經歷了無數漫長的歲月,變成了如今我們所看到的多姿多彩的世界,妙趣橫生的宇宙。
我們從小就知道「能量守恆定律」,然而在宇宙之初,似乎更像是一場「無中生有」的宴會。天吶,這太難以想像了,就光我們地球上的能量,都是數以萬兆,這些都只是來源於一場大爆炸,究竟需要多大的能量才能轉換成我們如今所看到的宇宙?也許,「這個宇宙從始至終都是如此」會更容易讓人接受吧。
陽光照耀在我的身上,光子輕輕拍打著我的皮膚,不知是否穿過了我的身體。閉上眼睛,我彷彿還能聽到喧囂的馬蹄聲已漸漸離我遠去,永遠被定格在了記憶中。愛情令我陶醉,人生令我痴迷,我慶幸自己今生生而為人,而不是一個不思進取的爬蟲。這所有的一切都歸根於138億年前的那場無中生有的大爆炸,這真是太有趣了,不是嗎?
爆炸之初,溫度極高,根本不可能存在任何物質,只有無窮無盡的基本粒子,他們相互碰撞,相互廝殺,相互湮滅。每一萬個負粒子當中,就會存在著一萬零一個正粒子,而當他們相遇的時候,他們並不會友好地微笑打招呼,而是彼此之間同歸於盡,同時,他們會釋放出巨大的能量。
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愛因斯坦曾說過,物質與能量是可以相互轉換的,其遵循方程E=mc2,也就是說,如果給予一定的高壓,所有的物質都能產生核聚變。阿基米德曾說過:給我一根槓桿,我能夠撬動地球。如今我想說:給我一個無窮大的壓力讓我核聚變,我能炸了整個太陽系。據說,30g的物質與反物質就可以摧毀整個地球,而歐洲的那幫科學家們正在研製反物質。我親愛的上帝,我現在關心的不是地球的和平問題,而是地球的安全問題。不過請放心,等到那幫「瘋子」研製出30g的反物質的時候,那已經是猴年馬月的事了。
其實我想說,每個人都是偉大的,每個人都是神聖的,所以請不要自卑,你的一根腳趾頭,都儲藏著摧毀整個地球的能量。
三十萬年後,整個宇宙的溫度降了下來,粒子的運動速度也隨之減緩,這使得帶正電的質子能夠俘獲帶負電的電子,這就是原子,分子,它們之間又複核成了通常的氣體,氣體逐漸凝聚成星雲,星雲又進一步形成各種各樣的恆星和星系,最終形成了我們如今看到的宇宙。
恆星不僅僅只是一個提供光和熱的星體,它還是一個元素加工廠。氫是這個宇宙中最常見也是最基本的元素,據說佔據了如今宇宙中的72%,而這個比例,將隨著無數恆星內部的核聚變而降低。恆星就像一個巨大的機器,無數的氫元素聚合在一起,在恆星內部發生著核聚變,氫元素被二次加工後,轉化成了氦元素,鐵元素,甚至是更重的金元素。鐵元素是一個臨界點,它的內能是最小的,因此,核聚變到鐵元素這邊終止,時間一長,在恆星內部就形成了一個鐵球。隨著鐵元素的堆積,核聚變發生的頻率越來越小,所產生的向外擴散的力也越來越小,而後,恆星內部的引力佔據上風,將被拋出去的物質又拉了回來,當這些物質撞擊到鐵元素的時候,就像是給恆星注入了一團新的活力。
隨之,核聚變又一次產生了,鐵元素又轉化成了元素周期表之後的眾多元素。在宇宙誕生最初的幾十億年裡面,是一個看上去死氣沉沉卻又充滿活力的世界,從「人擇原理」的視角來看,一切都在為了我們的今天而準備著,探究宇宙為何會爆炸,以及宇宙為什麼會是今天這個樣子等問題,似乎是一道永遠也沒有解的方程式,科學家們於是提出了「人擇原理,這條原理很複雜,但簡而言之,即:正是人類的存在,才能解釋我們這個宇宙的種種特性,包括各個基本自然常數。因為宇宙若不是這個樣子,就不會有我們這樣的智慧生命來談論它。
太陽是第二代甚至是第三代恆星,在這之前,一顆超新星在太陽系所在的地方爆炸,無數年來被二次加工之後形成的氧,鐵,硅等被甩了出去,太陽是一顆不大不小的恆星,它身上的所有物質都來源於上一代恆星的殘骸。由於太陽風,一些較輕的氣體被吹到了太陽系外層,這也就是土星,木星,海王星等,而一些較重的物質,則留在了太陽系內層,在日後形成了金星,火星以及地球。
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太陽光從太陽表面到地球,需要大概八分鐘的時間,因此我們所看到的太陽,其實是八分鐘之前的太陽。但是別以為這些光子的壽命也只有八分鐘,光子從太陽內部,歷經漫長的旅程到達太陽表層,需要100萬年的時間。
地球在最初並不是這個樣子,在早期的太陽系裡面,有無數塊固體狀的小石塊,就像彗星一樣,在太陽的引力下圍繞旋轉,小石塊之間發生碰撞融合,這就是內地行星的形成。每天都發生著這樣的「交通事故」,所幸那時候還沒有生命,不然整個生命史又會增添多少的悲壯與偉大。
在地球掃清其軌道上的障礙之後,溫度慢慢降了下來(碰撞會產生熱量),鐵元素及一些較重的元素下沉,形成了地殼,而那些較為輕的則浮出地表。地球內部也發生著運動,因此不間斷會有火山噴發,將一些地心深處的元素噴到了地表,這也就是為什麼我們可以在地表也能採集到一些銀礦和金礦。由於鐵是金屬,在地球內部又會形成磁場,這有助於阻擋可以摧毀地球上一切生命的太陽風。由於溫度的降低,水蒸氣漂浮在天空,隨之而來的是數萬年,乃至數十萬年的連續降雨,這就是海洋的形成。如今的地球,海洋佔據了70%的表面積,可想而知,那是一場多麼漫長而又有恆心的「雨季」,就連蕭敬騰也望洋興嘆,自愧地低下了頭。
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關於生命是如何起源的,我想,這純粹只是一場偶然,生命的本質,無非就是一些元素的不同排列組合,外加一些外部力量,比如閃電等,這聽起來有點像渡劫,沒錯,最初的生命就是在這種環境下誕生的。我們都知道,任何高級一點的生物都離不開氧氣,但是神奇的是,生命如果要自發地誕生,必須在一個無氧狀態下才能形成。這聽起來很不可思議,但是的確如此。因為空氣中的自由氧是一個極其活潑的元素,對於一些有機物來說,它也是最致命的殺手。一有可能,在緩慢燃燒的形態下,氧氣就會把有機體分解成二氧化碳和水。
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1952年,有兩個美國人做了這麼一個實驗:他們在一個巨大的密封的曲頸瓶中注入了甲烷,水和氨,製造了一個早期的大氣模型,然後,加熱混合劑,用通電的方式輸入一些自由能量,來模擬早期地球上空必然存在的閃電。一個星期之後,他們在曲頸瓶中發現了約20餘種最重要的氨基酸,它們以不同的模式鏈接在一起,形成了在有機物及所有生命中最重要的蛋白質。
所有生物的一個本能,就是儘可能地掠奪身邊的資源,早期的有機體亦是如此,他們通過混合,吞噬周邊的元素,再加上偶爾的變異,生命變得越來越複雜。如今看來,細菌是一個很簡單,很笨的生物,但是在早期的地球上,有機體相互融合與分解,能形成細菌,已實屬不易了。生命越是複雜,也就越脆弱,這個很好理解,細菌可以在無氧高壓的環境里存活,而換一個比較高級一點的生物就不行,蟑螂的歷史比恐龍還要悠久,如今也會光顧許多人的家庭廚房,但是在我們人類看起來,它只是一個臭蟲而已。
如果蟑螂裡面有一些比較聰明的「亞里士多螂」,亦或是「牛螂」,或許他們可以譜寫一篇史詩般的《蟑螂史》,相信我,如果寫出來了,一定非常精彩。他們抖抖頭上的觸鬚,宛如一個個「智螂」,用一種低沉而又具有年代感的聲音說:「噢,恐龍?老天,我還挺懷念這幫大傢伙的。」
下一篇,我將帶您走入生命的進化與歷程,它將會告訴你,唯有合作才是發展的硬道理!
推薦書目:《極簡宇宙史》 加爾法德
《時間地圖》 大衛.克里斯蒂安
《時間簡史》 霍金
END
圖文編輯 余襄子
圖片來源 網路
擺脫歷史的枷鎖
才能獲得未來
極簡 有感 乾貨
—大爆炸之後—
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