天體物理一：宇宙是從大爆炸開始的
曾經我們傳統想像中的宇宙是無限大的，它存在過無窮長的時間，並且將永久的存在下去。然而證據表明，宇宙有開始，並且有終結。
1929年美國天文學家哈勃對銀河系以外的星系做了個系統觀察，他發現星系發出的光的光譜有一個向紅端的移動，這就是所謂的「紅移」，這說明了一個問題：所有那些遠方的星系都在離我們而去，而且離我們遠去的速度，和他們與我們的距離成正比。就比如在一個大廣場上，所有的人都離你而去，距離你越遠的人跑得越快。
這個就是宇宙的膨脹，由此推斷以前的宇宙沒有這麼大，宇宙一定有一個開始，這就是大爆炸理論的起源。
物理學家的觀測和計算結果是宇宙的起源是137億年前的一次「大爆炸」。已知的物理定律從宇宙起源的10^（-43）秒之後開始起作用——這個時刻被命名為「普朗克時間」。
物理學的四種基本相互作用是引力、強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用。普朗克時間之前，四種相互作用是統一在一起的。
從10^（-43）秒開始，引力脫離了出來。那時候的宇宙是直徑為10^（-35）米的一個點，但溫度無比的高。
從10^（-35）秒的時候，強相互作用分離出來；稍晚弱相互作用和電磁相互作用分開了。
到一萬億分之一秒的時候，宇宙里有了粒子——夸克和輕子已經出現了，電子就是我們最熟悉的「輕子」。這時候宇宙里有夸克和電子，還有反夸克和反電子，在當時的高溫條件下，夸克和電子自由行動，宇宙就好像是一鍋夸克輕子粥。
像上圖，夸克和反夸克，電子和反電子一旦相遇就會湮滅並且釋放兩個能量極高的光子，光子又會再產生正反夸克和電子。一個電子剛剛產生，馬上跟另外一個反電子相遇，又湮滅成光。
這個機制非常奇特，正反物質總是成對產生，成對消失，但最終我們現在的宇宙里都是正物質，沒有反物質。結果就是這樣，雖然科學家還不能理解和解釋，每十億對夸克和反夸克湮滅，會留下一個正夸克作為倖存者。
到百萬分之一秒的時候，整個宇宙膨脹到像太陽系那麼大了，溫度下降，夸克被三個一組束縛在一起，形成「重子」——就是質子和中子。
與此同時，質子和反質子，中子和反中子之間也要不停的發生碰撞湮滅變成光子，光子再生成正和反的質子和中子，最終的倖存率也是十億分之一的質子和中子。
到一秒的時候，宇宙膨脹到幾光年這麼大了。更低的溫度使得質子和中子結合在一起形成原子核，其中90%是氫原子核，10%是氦原子核，其他元素極少，可以忽略不計。
這個時候光子溫度只夠它產生電子和反電子，但是電子和反電子之間也在不停發生湮滅，——十億分之一的倖存率，最後剩下的全是電子。
等到宇宙年齡38萬年的時候，溫度降低，所有電子被原子核捕獲，變成氫原子和氦原子；這時的光子自由了，它們在宇宙中飛翔。
到十億年的時候，這些原子在引力的作用下結合在一起，變成了恆星，恆星又組成星系。宇宙有了一千億個星系，每個星系裡都會有幾千億個恆星。
其中有些比太陽大十倍的恆星在高溫高壓下產生了一些更重的元素，比如碳和氧。這些恆星最後爆炸，重元素被傳播出來，散布在整個宇宙中，有了我們今天的這些重元素。
又過了九十億年，在宇宙不起眼的地方產生了一個不起眼的恆星，這就是太陽。太陽所處的位置正好有很多重元素構成的氣體，這些氣體在引力作用下慢慢凝聚在一起，形成了行星。
有一顆行星距離太陽不遠也不近，正好允許液態水的存在，這個行星就是地球。此後經過無數機緣巧合，地球上有了生命，生命演化，最後終於有了你我。
還記得宇宙年齡38萬年的時候那些飛翔的光子嗎，它們的能量變得越來越低，到今天已經降低了一千倍，變成了微波，遍佈於整個宇宙。宇宙中遍布一種叫做氰的分子，這個分子受到微波輻射會被激發，物理學家從它被激發的情況，可以判斷宇宙微波背景輻射在各處的溫度細微差別。藉助衛星觀測，天文學家就可以精確繪製整個宇宙的微波背景輻射地圖。下面的這張圖帶來的是宇宙38萬年時候的信息，天文學家可以推測物質在宇宙的分布情況，再根據這一點，推測宇宙現在的物質是怎麼分布的，未來又會怎麼演變。
這就是38萬年前的宇宙微波背景輻射圖。
因為有了「宇宙微波背景輻射」天文學變成了一個精確地科學！現在的天文理論模型，都可以計算一番和微波背景輻射信息比對，驗證不了就是不對的。
大爆炸的背景知識：
已知的物理定律只管到大爆炸之後10^（-43）秒，實幹派的物理學家不談論「大爆炸之前」。不過霍金有個量子宇宙學說，認為大爆炸之前的「宇宙」時空蜷縮在一起不能分割，它就待在那裡，可以隨時爆炸，也可以一直不爆炸，爆炸是量子力學上的幾率事件，沒有第一推動，不是神的干預。很多物理學家相信可以爆炸無數個有著不同參數的宇宙，但這是不可驗證的。
禪定時刻：
構成你身體的、環境的每一個原子，都是正反物質湮滅中十億分之一的倖存者。
我們的存在就是個奇蹟啊！
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