你有沒有在某個夜晚,抬頭仰望星空,看著那漫天閃爍的光點,腦子里突然冒出這個“不著邊際”卻又無比震撼的問題呢:宇宙到底是怎樣誕生的?宇宙有外星人的可能有多大?這茫茫宇宙里,是不是只有我們?nèi)祟愒谒伎歼@些問題呢?
在這里,咱們一起聊聊我對這兩個關(guān)于宇宙和人類終極問題的一些看法。
宇宙到底是怎樣誕生的?
關(guān)于宇宙的起源,目前主流的觀點認為宇宙源自138億年前一個致密熾熱的奇點爆炸后膨脹形成的。這就是著名的“宇宙大爆炸”理論。
聽到“爆炸”兩字,你可能會想象一枚超級炸彈在太空里炸開。但大爆炸完全不是這樣!它不是物質(zhì)在虛無的空間中炸開,而是空間本身、時間本身、以及所有的物質(zhì)和能量,從一個難以想象的小點中“炸”出來,并瞬間開始膨脹和冷卻!
你可以把它想象成:整個宇宙就是一顆正在膨脹的巨大氣球表面,而所有的星系都是氣球上的斑點。大爆炸,就是這顆氣球從一個小點開始吹氣的那個瞬間。
科學家們是怎么“還原”這場138億年前的“開幕式”的呢?我們有一個大致的時間線劇本:
1. 開局即王炸:從“虛無”到“萬有”
在最初的最初,科學家們推測宇宙是一個“奇點”——一個體積無限小、但密度和溫度都無限高的點。這里的“無限”已經(jīng)超出了我們物理定律的管轄范圍,所以我們不知道哪里發(fā)生了什么,甚至“時間”這個概念,也是從這一刻才開始有的。
2. 暴脹:一秒內(nèi)的“超級瞬移”
大爆炸后的第一個瞬間(大約是10的負36次方秒到10的負32次方秒之間),宇宙經(jīng)歷了一場叫 “暴脹”的超級加速膨脹。在這極短的時間里,它從一個比原子還小無數(shù)倍的尺度,瞬間膨脹到了一個可觀的大小。這就像你把一粒沙子,在一眨眼的時間里,吹成了整個太陽系那么大!這個過程,奠定了宇宙后來均勻、平坦的基礎(chǔ)。
3. 物質(zhì)世界的“熬湯”時間
隨著宇宙急速膨脹,它也開始迅速降溫。能量開始凝結(jié)成最基本的粒子,比如夸克和電子。這時的宇宙,就像一鍋滾燙的、混沌的“基本粒子湯”。
隨后,夸克們手拉手組合成了質(zhì)子和中子。在大爆炸后的最初幾分鐘里,這些質(zhì)子和中子又像搭積木一樣,結(jié)合成了最早的原子核——主要是氫和氦。根據(jù)計算,宇宙中大約75%應(yīng)該是氫,25%是氦,這與我們今天的觀測結(jié)果驚人地一致,成為大爆炸理論的有力證據(jù)。
4. 宇宙的“嬰兒照”:第一縷光
大爆炸大約38萬年后,宇宙溫度降到了幾千度。這時,帶負電的電子終于能被帶正電的原子核“捕獲”,形成了中性的原子(主要是氫原子)。
最關(guān)鍵的一刻來了!之前,光子(光的粒子)一直被這鍋“帶電粒子湯”撞來撞去,無法遠行?,F(xiàn)在,宇宙突然變得“透明”了,光子們終于可以自由地奔向遠方。
這束獲得自由的第一縷光,經(jīng)過138億年的漫長旅行,能量不斷被膨脹的空間拉低,已經(jīng)從可見光變成了微弱的微波,充滿了整個宇宙。這就是“宇宙微波背景輻射”。我們在1965年無意中發(fā)現(xiàn)了它,它就相當于宇宙的一張 “嬰兒照” ,是證明大爆炸發(fā)生過的最強證據(jù)!
從此,引力開始發(fā)揮作用,氣體云聚集,形成了第一代恒星和星系。恒星就像宇宙的“元素工廠”,通過核聚變制造出更重的元素,并在死亡時的超新星爆發(fā)中,將這些“生命原料”(如碳、氧、鐵)撒向宇宙,最終才有了地球,有了我們。
所以,你身體里的每一個原子,都源于一顆早已死去的恒星。你,其實就是星辰之子。
宇宙有外星人的可能有多大?
好了,我們知道宇宙是怎么來的了。那下一個問題更讓人心癢癢:宇宙里還有別的“星辰之子”嗎?
要回答這個問題,咱們得請出一個著名的公式——德雷克方程。別怕,它看起來是一道數(shù)學題,其實更像一份尋找外星人的“體檢清單”。
N = R × fp × ne × fl × fi × fc × L
這個公式的目的,是估算銀河系里有多少個能跟我們發(fā)生聯(lián)系的智慧文明(N)。咱們來一項項“體檢”一下:
R(恒星出生率):銀河系里恒星很多,還在不斷形成新恒星。這一項,滿分!
fp(有行星的恒星比例):過去我們不知道,但現(xiàn)在開普勒太空望遠鏡告訴我們,幾乎每顆恒星都帶著幾顆行星!這一項,也滿分!
ne(宜居行星數(shù)量):在這么多行星里,有多少顆位置不冷不熱、可能有液態(tài)水的“宜居行星”呢?光是銀河系,估計就有數(shù)十億顆!這一項,相當樂觀!
看到這里,你是不是覺得外星鄰居應(yīng)該遍地都是了?別急,真正的“攔路虎”才剛剛出現(xiàn):
fl(生命出現(xiàn)的概率):在合適的星球上,無機物到底有多大概率能“碰巧”變成最簡單的生命(比如細菌)?這是第一個大未知數(shù)! 我們只知道地球做到了,其他的宜居行星能做到嗎?
fi(生命演化出智慧的概率):就算有了細菌,它們要演化成會造收音機、會思考宇宙的智慧生命,又有多難?恐龍統(tǒng)治地球那么久,也沒發(fā)明出手機。這是第二個大未知數(shù)!
fc(發(fā)展出通訊技術(shù)的概率):有了智慧,就一定會發(fā)展科技嗎?會不會有的文明覺得“田園牧歌”更好?未知數(shù)+1。
L(文明存在的時間):一個技術(shù)文明能存在多久?會不會像我們一樣,發(fā)明了核武器和人工智能,隨時可能自己玩脫?還是能和平發(fā)展幾百萬年?這是最讓人擔憂的未知數(shù)。
所以,結(jié)論就出現(xiàn)了兩種極端可能:
可能性一:宇宙很熱鬧(樂觀派)
宇宙有2萬億個星系,基數(shù)大到無法想象。既然地球能產(chǎn)生生命和文明,在如此龐大的樣本下,外星文明的存在幾乎是必然的。這就是 “平庸原理”——我們并不特殊。也許外星文明正以我們無法理解的方式存在著。之所以還沒聯(lián)系上,可能是因為星際距離實在太遠了,通訊就像在撒哈拉沙漠里用對講機找一粒特定的沙子。
可能性二:宇宙很寂靜(悲觀派)
這就是 “大過濾器”假說。他認為,從死物到星際文明的路上,存在一個或多個極難跨越的關(guān)卡。我們不知道這個關(guān)卡是在我們身后(說明生命的誕生本身是極小概率的奇跡,我們可能已是宇宙的獨苗),還是在我們前方(說明所有文明在達到星際殖民前都會自我毀滅,人類的未來同樣堪憂)。
那么,你覺得宇宙是熱鬧,還是寂靜呢?在評論區(qū)聊聊你的想法吧!
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