宇宙|宇宙怎么就大爆炸了？人类几百万年何以揣测宇宙起源
电视剧看到一半 ， 总是能猜到后面的剧情 ， 因为看多了 ， 导演的套路都熟悉了 。 如果只看最后两集 ， 有多少人能猜中过程与开头？人物关系、事件发展错综复杂 ， 而结尾无非是悲剧或者圆满 ， 但宇宙学并非如此 。
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一代代科学家们通过现在猜回了开头 ， 因为宇宙导演叫“物理规律” ， 了解万物运动的一切规律也就可以把这部“无聊的电影”倒推回去 ， 找到宇宙的起源 ， 下面我们就倒放回去 。
牛顿的纠结
主流理论认为宇宙源于“热”的大爆炸 ， 这套理论并非突然横空出世 。
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牛顿与苹果的故事大家都听过 ， 无论真假 ， 他发现万有引力是真的 ， 可以说是一个神定律 ， 因为简单的公式描绘整个宇宙中天体运行的规律 ， 你甚至可以理解为早期统一宇宙学 。 然而牛顿是纠结的 ， 因为需要另一个理论才能使它圆满 ， 而另外一个理论有一大堆“坑”需要填 ， 牛顿在填坑的路上越走越远 。
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如果物质间是力的相互吸引 ， 就承认宇宙是无限大的 ， 意味着星星无限多 ， 而且分布均匀 。
因为有限情况下 ， 边缘的天体只有一侧的引力 。 这就像拔河 ， 对面没人 ， 那还叫拔河吗？成了单拉绳子 ， 天体就会被“拉”一起 。 分布均匀使得宇宙各处受力均匀 ， 和谐相处 。
无限大解决了引力漏洞 ， 但是延伸出宇宙并非永恒 。 仰望星空 ， 星星点点 ， 一光年处诞生一颗恒星 ， 一年后 ， 地球才能看到它发出的光 。
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如果宇宙永恒 ， 无限大 ， 那么数量没有上限的星光早已360度无死角覆盖地球 ， 地球的夜空也是亮的 。
现实并非如此 ， 这意味星光不够多 ， 时间不够长 ， 说明宇宙存在起源 。 牛顿的思想深深的影响着爱因斯坦 。
爱因斯坦的错误
1915年 ， 广义相对论发表 ， 引力从力的概念转变为了时空的几何性质 。
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爱因斯坦在推导出时空曲率的场方程中发现宇宙是动态的 ， 而“真理是永恒的”的思想促使他做了一生最错误的决定 。 他在方程中添加了一个常数 ， 使宇宙依然是静态的 。
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1929年 ， 哈勃观察发现远处恒星都在远离地球 ， 而且同一角度上 ， 离得远跑得快 ， 不同角度上 ， 相同距离速度竟然一致 ， 因宇宙膨胀下的动态宇宙正式登上舞台 。
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如果牛顿知道了 ， 估计能在棺材中直拍大腿：“我怎么没有想到宇宙是动态的 ， 那样的话就无需无限宇宙来撑场面” 。
膨胀宇宙的推演
膨胀宇宙的出现让科学家看到宇宙起源的曙光 ， 如果此刻的宇宙像一个被吹起来的气球 ， 那么泄气的气球就是宇宙最初的状态 。 在人类科学的积累足以还原这个过程：
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首先我们宏观上加速倒放 ， 所有的星系、天体、物质全都被挤在一块 ， 引力极大 ， 温度极高 ， 物质开始分崩离析 。
因为在微观层面 ， 由于温度太高 ， 电子受到激发会逃离原子 ， 形成一锅“离子粥”：
继续倒放 ， 随着物质不断的聚集 ， 引力更大 ， 温度更高 ， 原子核也无法保留 ， 质子与中子之间辐射压太大 ， 质子与中子分离 。
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图：正反粒子模型
与此同时 ， 如此高的温度促使空间中不断自发出现物质与反物质 。
继续收缩 ， 质子（中子）里的夸克与胶子的空间稳固结构再也无法维持 ， 质子（中子）开始解体 ， 形成夸克子与胶子的复合粒子 。
仅仅只能推演到这里
以上是一个倒放过程 ， 温度不断升高 ， 宇宙逐渐缩小 ， 而正向过程则是宇宙逐渐膨胀 ， 逐渐冷却 ， 大爆炸理论到目前为止都是完美的 ， 因为这个过程中一切粒子演化过程再实验室中都得到了相应的验证 。 这说明宇宙源于一个至高的温度 ， 以及在极小的空间中创造出来 ， 这就像在一个极小的区域 ， 能量爆棚然后就炸了 。
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根据E=mc^2,我们知道质能等价 ， 用爱因斯坦的话说质量就是能量 ， 更深入的说是使粒子“粘合”在了一起构成了物质 ， 而物质的质量则源于粒子相互作用产生的能量 。
引力使物质聚集 ， 膨胀使物体远离 ， 它们就像两个人在拔河 ， 只不过绳子换成了橡皮筋 ， 而后面暗物质与暗能量又加入战团 ， 形成了今天的宇宙 。
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剩下的问题
目前大爆炸理论有两个尚未解决的问题：
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时间在往前推 ， 又发生了什么 ， 最早的理论为奇点理论 ， 即宇宙始于一个密度、能量极大的奇点 ， 目前较为主流的则为暴胀理论 ， 它完美的解决了大爆炸理论前期的一切问题 ， 然而这个理论只能是理论 ， 因为目前尚未证实 。
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第二个是物质是如何形成的 ， 如果宇宙早期能量极高 ， 粒子与反粒子不断自发的成对出现又相互湮灭 ， 那么为什么如今宇宙中只有物质 ， 而反物质只能在实验室或一些极端的情况下出现 ， 是什么打破了宇称守恒？
【宇宙|宇宙怎么就大爆炸了？人类几百万年何以揣测宇宙起源】剩下的只能留给时间来解决 。
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