宇宙的起源

摘 要：宇宙自誕生以來(lái)，很多科學(xué)家試圖尋找到宇宙和生命的起源。但因?yàn)榉N種原因，不論是過(guò)去還是現(xiàn)在，關(guān)于宇宙學(xué)的理論始終無(wú)法解決所有的問(wèn)題，但這并不能阻止人們通過(guò)不同角度對(duì)于宇宙的探索。奇點(diǎn)爆炸理論從提出至今已經(jīng)度過(guò)了很多時(shí)間，而針對(duì)奇點(diǎn)爆炸理論的觀點(diǎn)也在不斷地完善，多個(gè)奇點(diǎn)爆炸理論即是其中之一。

關(guān)鍵詞：宇宙；奇點(diǎn)；原子；相對(duì)論；

宇宙的誕生一直是個(gè)謎團(tuán)，很多人試圖找到這個(gè)問(wèn)題的終極答案，然而卻非常困難。由勒梅特、伽莫夫、哈珀等人提出的大爆炸宇宙論做出這樣的假設(shè)：宇宙是在距今137億年前的一個(gè)奇點(diǎn)產(chǎn)生的大爆炸后不斷膨脹形成的。對(duì)這個(gè)奇點(diǎn)的概括一般是無(wú)限小、無(wú)限密度和熱量，卻又充滿能量。

這個(gè)理論一經(jīng)提出，就改寫(xiě)了天文學(xué)歷史。在最初的時(shí)候，該理論并不被人們接受和認(rèn)可，甚至連愛(ài)因斯坦也提出質(zhì)疑。因?yàn)?，?dāng)時(shí)的西方普遍認(rèn)為宇宙是上帝創(chuàng)造的。但是，隨著哈勃觀測(cè)到了紅移現(xiàn)象，星系的紅移量與星系間的距離成正比，這個(gè)規(guī)律被稱作哈勃定律。哈勃定律證實(shí)了所有遠(yuǎn)處的星系都在迅速地離我們遠(yuǎn)去，這個(gè)具有里程碑的發(fā)現(xiàn)，為大爆炸理論衍生出的宇宙膨脹觀點(diǎn)提供了支撐。

一、奇點(diǎn)爆炸之前的宇宙

我們暫且認(rèn)為大爆炸理論是完全正確的，那么大爆炸之前的宇宙是什么樣的呢？似乎沒(méi)有人能很好地回答這個(gè)問(wèn)題。根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，時(shí)間和空間被統(tǒng)一為時(shí)空，在奇點(diǎn)大爆炸之前是沒(méi)有時(shí)間和空間的。而奇點(diǎn)大爆炸后，也宣布了四維時(shí)空的誕生，時(shí)間作為其中的一個(gè)維度開(kāi)始成立。之后的很長(zhǎng)時(shí)間里，宇宙經(jīng)過(guò)不斷地演化，形成了如今的模樣。

舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：大爆炸后，宇宙開(kāi)始膨脹，所有奇點(diǎn)中的物質(zhì)開(kāi)始被爆炸產(chǎn)生的力量揮發(fā)出去，這是一種原始力。如果沒(méi)有阻力的話，遠(yuǎn)處的星系會(huì)一直離我們而去，直到觸碰到宇宙的邊緣再回來(lái)。而奇點(diǎn)中的物質(zhì)會(huì)在四散的同時(shí)，結(jié)合起來(lái)，形成了目前所知的119種化學(xué)元素。這些元素不斷融合，比如在引力的作用下聚合在一起，形成了星系。而在星系中，因?yàn)轭愃频淖饔昧κ惯@些物質(zhì)不斷融合，遂形成了星球。如地球的化學(xué)組成為：鐵34.6% ，氧29.5% ，硅15.2% ，鎂12.7% ，鎳2.4% ，硫1.9% ，0.05%鈦。月球的化學(xué)組成為：鈾、釷、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。

這些星球根據(jù)自身的條件，形成了獨(dú)特的環(huán)境。如地球的大氣、溫度、海洋等，因?yàn)榈厍颦h(huán)境適宜，才逐漸誕生了生命；而反觀木星，則是一個(gè)液態(tài)氫星球，表面有著巨大的漩渦氣流，這是因?yàn)槟拘窃谛纬芍蹙鸵驗(yàn)樵鼗ハ嗳诤献兂闪诉@樣，所以它不適合生命形成。

綜合看來(lái)，星系、星球的形成都與奇點(diǎn)大爆炸有關(guān)系。試想，如果沒(méi)有奇點(diǎn)大爆炸，就有可能不會(huì)存在星系、星球，也就沒(méi)有了人類。那么回到最初，奇點(diǎn)大爆炸之前的宇宙是什么樣的呢？

1915年，愛(ài)因斯坦根據(jù)他的相對(duì)論得出推論：宇宙的形狀取決于宇宙質(zhì)量的多少。他認(rèn)為：宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質(zhì)的平均密度必須達(dá)到每立方厘米5×10的負(fù)30次方克。但是，迄今可觀測(cè)到的宇宙的密度，卻比這個(gè)值小100倍。也就是說(shuō)，宇宙中的大多數(shù)物質(zhì)不見(jiàn)了，這些不見(jiàn)的就是暗物質(zhì)。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的計(jì)算，宇宙中普遍存在暗物質(zhì)。我想，奇點(diǎn)大爆炸之前宇宙，很可能是一個(gè)看上去靜止的宇宙，也就是說(shuō)，那時(shí)的宇宙幾乎全部由暗物質(zhì)組成。這些暗物質(zhì)可能是物理學(xué)中的基本粒子，比如目前所知的最小粒子夸克。而物質(zhì)的組成則是原子，原子由原子核和電子構(gòu)成，原子核由一定數(shù)量的質(zhì)子和中子構(gòu)成，而質(zhì)子和中子由更小的夸克構(gòu)成。

二、原子世界

大多數(shù)科學(xué)家能夠接受的元素起源的假設(shè)是：“質(zhì)子聚變和中子俘獲是宇宙中形成化學(xué)元素的兩個(gè)主要過(guò)程。”這種假設(shè)認(rèn)為，宇宙中所有元素都起源于氫，它在非常高的溫度下，發(fā)生聚變反應(yīng)，形成較重的原子核，首先是氦，其次是輕元素（鋰、硼、鈹?shù)龋?，這一過(guò)程是質(zhì)子聚變。氦原子轟擊輕元素的原子，就會(huì)產(chǎn)生中子，這些中子被輕元素的原子核俘獲，就形成較重的元素，從碳、氮、鐵一直到原子序數(shù)為82和83的鉛和鉍，這一過(guò)程是中子俘獲。

如果夸克不能再分，那么這個(gè)世界中所有的物質(zhì)都是由原子和原子中的夸克構(gòu)成。這樣的話，暗物質(zhì)中肯定也存在無(wú)數(shù)原子，亦可能存在其他種類的未知的東西。那么，在宇宙真空中，如果這些原子互相作用的話，是否能夠形成奇點(diǎn)？因?yàn)槠纥c(diǎn)無(wú)限小，無(wú)限密度，在真空中不同原子互相融合作用，是否是奇點(diǎn)形成的原因？比如歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在進(jìn)行工作的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子。又比如，太陽(yáng)就是依靠核聚變來(lái)提供能量，那么奇點(diǎn)中原子互相作用，肯定會(huì)產(chǎn)生氘元素，氘元素進(jìn)行核聚變就釋放了大量的能量。因此，奇點(diǎn)產(chǎn)生的原因可能是指宇宙真空中普遍存在的暗物質(zhì)與原子進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，而奇點(diǎn)大爆炸則使宇宙開(kāi)始膨脹開(kāi)來(lái)。那么，按照這個(gè)設(shè)想來(lái)說(shuō)，宇宙中是否存在多個(gè)奇點(diǎn)進(jìn)行了爆炸的情況呢？如果多個(gè)奇點(diǎn)進(jìn)行了爆炸，那么不同的物質(zhì)向不同的方向紅移，這些物質(zhì)互相結(jié)合（如星際塵埃），是否更加容易形成星系和星球呢？

在同一個(gè)星系中，如銀河系的九大行星，它們圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行在各自的軌道，因?yàn)樘?yáng)的質(zhì)量足夠大，引力足夠強(qiáng)，所以保證了太陽(yáng)系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而銀河系為什么與仙女系大概在預(yù)計(jì)在30億年后碰撞，這是為什么呢？難道是因?yàn)閮烧叩囊ハ辔龁?？這固然是一個(gè)思路，但是否會(huì)有另一種情況？銀河系和仙女系是由兩個(gè)不同位置的奇點(diǎn)爆發(fā)形成的，它們被原始力甩開(kāi)了，向著不同的方向前進(jìn)，經(jīng)歷了很長(zhǎng)的時(shí)間，逐漸碰撞到了一起，這會(huì)形成一個(gè)新的星系。如果按照這個(gè)理論來(lái)說(shuō)，多個(gè)奇點(diǎn)爆炸是有可能存在的！至于奇點(diǎn)里的粒子如何作用，可以參考弦理論，也許粒子的不用震動(dòng)頻率和運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生奇特的效果。

三、多個(gè)奇點(diǎn)

所有的問(wèn)題的難點(diǎn)在哪里？奇點(diǎn)大爆炸需要一定質(zhì)量和數(shù)量的基本粒子，這些基本粒子相互作用才能生成元素周期表中的119種元素，這些元素會(huì)組成不同的物質(zhì)！那么，最初奇點(diǎn)需要的基本粒子從哪里來(lái)？又是什么原因使它們聚集在一起的呢？我有個(gè)設(shè)想：基本粒子存在于所有真空或者非真空的環(huán)境中，形象點(diǎn)就是我們的四周都存在無(wú)數(shù)基本粒子，這些粒子從宇宙的空間中抽取出來(lái)，作為了奇點(diǎn)的原料，開(kāi)始了造物運(yùn)動(dòng)。至于如何抽取的，可以參考弦理論。

如果按照這種理論：那么奇點(diǎn)大爆炸會(huì)隨時(shí)誕生，從而產(chǎn)生多個(gè)膨脹的宇宙，也就是平行宇宙。如果每個(gè)奇點(diǎn)爆炸，產(chǎn)生一個(gè)宇宙，開(kāi)啟這個(gè)宇宙的時(shí)間和空間；那么數(shù)個(gè)奇點(diǎn)爆炸，就會(huì)產(chǎn)生數(shù)個(gè)宇宙，它們會(huì)在不同的時(shí)候開(kāi)啟自己的時(shí)間和空間。而所謂的平行宇宙交互，則是星系碰撞，如銀河系和仙女系。假設(shè)，銀河系的年齡是50億年，而仙女系的年齡是80億年，銀河系移動(dòng)到了從A坐標(biāo)移動(dòng)到了C坐標(biāo)，而仙女系從B坐標(biāo)移動(dòng)到了C坐標(biāo)，直到它們發(fā)生碰撞！

因此，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論是沒(méi)有錯(cuò)誤的，不同奇點(diǎn)誕生的不同宇宙，開(kāi)啟了不同的四維時(shí)空，而時(shí)空也是可以像海綿般彎曲的。比如，從銀河系的某個(gè)蟲(chóng)洞進(jìn)入，可能就會(huì)抵達(dá)仙女系的某個(gè)星球。

縱觀整個(gè)宇宙發(fā)展歷史，可以說(shuō)完全遵守了能量守恒。因?yàn)?，宇宙自身就是在不同地進(jìn)化，依靠A奇點(diǎn)、B奇點(diǎn)從真空中抽取到的基本粒子，不斷地形成不同的星系、恒星、行星、中子星、超新星等。而在適宜的星球上，因?yàn)榄h(huán)境允許，自然會(huì)在原始湯中形成生命，畢竟生命也是原子組成的。比如，人類需要補(bǔ)充鈣元素、鐵元素等。那么按照這種說(shuō)法，宇宙中的所有物體，包括人類、動(dòng)物，其實(shí)都是這些基本粒子的組成部分。是的，每個(gè)人都是宇宙的一部分。

作者簡(jiǎn)介：

王波（1989-），原名王小兵，男，甘肅省張掖市人，中國(guó)管理軟件學(xué)院，計(jì)算機(jī)學(xué)士，研究方向：計(jì)算機(jī)編程，宇宙學(xué)。曾出版《Java架構(gòu)師指南》、《jQueryEasyUI開(kāi)發(fā)指南》、《碎裂》、《北上廣漂流》.