細思極恐!一秒包含的事件超過宇宙137億年總和

2019-12-08     科學書屋

一秒鐘在人類生命的歷史長河裡不值得一提,我們一眨眼的功夫,一秒鐘就流逝過去了。但你知道嗎,在宇宙生成的最初第一秒,空間,時間,物質和能量,一切都開始運作,時間和空間咋然而生,宇宙也因此誕生。最初第一秒發生的事件或許會比整個宇宙史的時間還要多,不管宇宙存在多久都是如此。這個劇烈的第一秒將會決定一切,包括你我在內。

每當我們抬頭看著星空,看我們的宇宙,壯觀的景象令人感到驚異興奮,也令人感到渺小。看看我們周圍的世界,充滿了生命和大自然的奇蹟,以及我們所愛的人。我們所看到的這一切都來自一個神奇的時刻,那就是宇宙大爆炸。

大爆炸不只創造了物質,還創造了宇宙也就等於創造了空間和時間。要創造時間,空間和一切是很了不起的把戲,大爆炸的確有發生,但科學家至今仍想不透道理。我們不知道它為何爆炸,有什麼產生爆炸,還有它是如何爆炸。我們只能確定一切都是在瞬間爆炸生成的,這就是最初第一秒的起點,時間完全歸零,在這個時候,我們今天看到的一切,一千億個星系裡頭各有一千億個恆星,這些物質全都壓縮在無限小的區域!

在這第一秒,宇宙演化的程度遠超過之後的137億年!宇宙形成的第一秒是宇宙史上最重要的一秒,它在第一秒經歷的階段遠遠超過之後的所有階段。在這麼短的時間發生這麼多事件,因此科學家需要全新的時間概念才能描述整個過程。

在人類眼裡,一秒似乎很短暫,但是對宇宙而言,一秒就能發生很多事情。我麼能用小時,分鐘和秒鐘度量人生,然而這些的那位不適用於宇宙生成的時間尺度,因為大爆炸幾乎突如其來地發生大的。我們若想要了解當時宇宙的樣子,就得從第一秒往回推十分之一秒,百分之一秒,千分之一秒,百萬分之一秒,甚至十億分之一秒,一直往回推,直到我們所知的物理定律全部都不管用。

在那麼久遠的時刻,時間的量度會小到難以想像,那就是普朗克時間。若要了解在最初的第一秒究竟發生了多少事,就必須要用普朗克時間來思考,而普朗克時間的數值是10的負43次方秒,也就是說一秒有一千萬兆兆兆個普朗克時間,整個宇宙史也才不過100萬兆秒而已,從宇宙的第一秒到今日的秒數遠少於宇宙第一秒里的普朗克時間數!

我們把時間細分成這麼微小的單位,就能一刻一刻地想像宇宙的誕生。在創世之初,空間和時間交纏在無限小的純粹能量里,普朗克時鐘一開始走動,空間和時間的結便打開了。大爆炸不是在空間裡的爆炸,而是形成空間的爆炸。

宇宙時鐘的指針指向第一個普朗克時間時,空間整個向外擴張,就在一瞬間,宇宙出現在各處。神奇的是它發生在如此小的地方,發生在50億光之外的地方,空間裡的每個點都跟大爆炸有關。大爆炸不像一個球,可以讓你站在外面,不管你在哪裡,都在大爆炸裡面。

在宇宙形成的第一刻,有些科學家認為有種單一純粹的力量,也就是超力主宰著整個宇宙。原始的宇宙或許是出於完美的狀態,在大爆炸發生的那一刻有一種統一的力量。等到第一個普朗克時間過去,某種因素讓超力產生分裂,並且讓完美狀態崩潰。宇宙冷卻時,這些不同的力量就凍結了,所以它們會有不同的行為。讓我們用水蒸氣來打個比方,水蒸氣降溫會變成液體,液體再降溫會變成固體。同樣的道理,宇宙開始冷卻時,不同的力量會彼此分裂。

當超力分裂時,出現了一股形塑宇宙的新動力,那就是重力,它會把物質凝聚成行星,恆星和星系。要是重力再強一點,也許大爆炸發生後就會停下來,然後馬上塌縮,造成大崩塌,生命就無法出現。要是重力再弱一點,大爆炸就會持續發生,整個宇宙就會凍死。

但是從超力分裂出來的重力強度卡到好處,星系,恆星和生命便得以生成/所以我們宇宙可以說是微調過的,正好可以讓宇宙慢慢擴張,這樣才能形成脫氧核糖核酸和我們所知的生命。

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