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是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

由 醬子聊科學 發表于 綜藝2021-07-14
簡介原子模擬圖此時的光子也不再對撞湮滅,它脫離了電子,開始自由的飛翔,它們在宇宙中沒有任何阻礙的直奔地球

露卡是最初的生命嗎

大爆炸後的一萬億分之一秒的時候,宇宙裡開始有了各種粒子,夸克和輕子已經出現。

當時宇宙的溫度特別的高,整個宇宙就像一鍋“粒子粥”。不僅有正粒子還有反粒子。如:有正夸克也有反夸克,有正電子也有反電子。

正反粒子在這個沸騰翻滾的鍋裡相互碰撞,一但碰撞就會湮滅。正反夸克,正反電子相互碰撞就湮滅生成兩個光子。在當時高溫的條件下,光子對撞馬上就會又生成夸克和電子……

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

正反粒子這樣對撞—湮滅—生成,迴圈反覆著。可是,這樣對撞湮滅,最後除了光,不是什麼都沒有留下來了嗎?今天的物質世界是如何來的呢?

這裡面有個神奇的10億份之1機會,讓我們這個物質世界幸運的留了下來!

在宇宙極早期,某種作用力分離之時,賦予了宇宙一種非同尋常的不對稱性,其中正物質粒子的數量略微超過反物質粒子:每10億次正反粒子對撞,就會留下一個正粒子。

每10億個次正反夸克對撞湮滅留下一個正夸克,每10億個次正反電子對撞湮滅留下一個正電子。

到了百萬分之一秒的時候,宇宙差不多已有太陽系那麼大,溫度也下降了很多。隨著溫度的下降,三個夸克結合成一個重子,就是質子和中子。這時也是10億個正反質子對撞湮滅留下一個正質子,10億個正反中子對撞湮滅留下一個正中子,光子對撞又生成質子和中子……

到一秒鐘的時候,宇宙已經膨脹到幾光年那麼大了。更低的溫度,讓質子和中子結合成了原子核。這時的溫度,光子已經沒法再生成正反質子和中子,只能生成正反電子,10億次正反電子對撞留下了一個正電子……

等到38萬年的時候,宇宙的溫度已經降低到原子核已經可以捕獲住了電子,形成了物質的最小單位原子。當時宇宙中,90%是氫原子,10%是氦原子。

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

原子模擬圖

此時的光子也不再對撞湮滅,它脫離了電子,開始自由的飛翔,它們在宇宙中沒有任何阻礙的直奔地球。

140億年後,到了1964年,兩個貝爾實驗室的工程師終於捕抓到了這些光子,現在它們已經以微波的形式留在宇宙中,成了宇宙大爆炸形成過程的一個印證。這就是“宇宙微波背景輻射”。

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

宇宙微波背景輻射圖

如果沒有這10億分之1的倖存者,那麼上帝在創造世界時說:要有光!那真的就只有光頭了。

到十億年的時候,這些原子在引力的作用下結合在一起,就會變成恆星,然後這些恆星又會組成星系。那個時候,我們已經有了一千億個星系,每個星系裡面會有幾千億個恆星。

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

哈勃望遠鏡觀察到的星系

除了氫和氦元素,其他相對重的元素,如氧,氮,碳,鐵等元素是在恆星中形成。

當恆星的燃料燒完時,來自恆星核心的核聚變就會失去它的向外壓力,恆星就在自身引力作用下向內破裂。隨著恆星核心向自己坍塌,整個恆星的溫度急速上升,有的時候就會導致一場規模巨大的爆炸,爆炸將會吹散恆星的外層物質向宇宙噴發,這些物質在引力作作用下形成新的行星。

又過了九十億年,在宇宙中某個不起眼的地方產生了一個不起眼的恆星,這個恆星就是太陽。

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

太陽在銀河系中的位置

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

其中某一顆行星,距離太陽不遠不近,正好允許液態水的存在,這個行星就是地球。

在地球上出現的所有重元素,如鐵,碳等,原本都在眾多恆星內部合成,之後,在恆星最後的爆炸中被迸發出去,這些星際塵埃又重新組成了各種行星包括一地球,從這個意義上講,我們不過是恆星的塵埃……

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

此後又經過無數機緣巧合,不管是飛來的隕石帶到地球,還是海底深處的熱泉口生成了最初的生命體,地球上終於有了生命的共同祖先“露卡“。

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

“露卡模擬圖

20億年前,我們的祖先還是微生物;

5億年前,是魚類;

一億年前,是類似於哺乳動物的生物;

1000萬年前,是類人猿;

500萬年前,人類與黑猩猩分離出來。

100萬年前,原始人類經過苦苦探索後馴服了火;

20萬年前,留在非洲另外一部分直立人演化成智人(現代人);

15萬年前智人發展出語言;

10萬年前,智人走出非洲……

是這10億分之1的機會,才有了這個世界有了你

生命的演化,最後終於有了你和我,今天在這裡討論生命的起源和宇宙大爆炸。