宇宙是什么?本书探讨早期宇宙的问题。
最初三分钟为138亿年的历史打下底色。
作者温博格是诺贝尔奖物理学奖得者。
弱合力和强合力的发现者。
温博格在物理学上的地位非常高。
是宇宙起源的很权威的书。
人类对宇宙的认识有了新的认识,就是宇宙大爆炸。
对大爆炸理论的历史回顾。
宇宙诞生之后三分钟内发生的事情。
三分四十六分秒发生的事情。为什么是三分四十六秒呢?
跟随温博格的脚步,发现三分四下秒发生了什么?
对大爆炸理论对最有力的支持。
一种叫物质,一种叫能量。能量=质量乘以光速的平方。
能量是一种凝聚得很紧密的物质形态。
绝大多数物质都是质子和中心组成的。
还有很多其它的基本粒子。
质子和中心的比例大概是七比一。
决定了宇宙这锅汤的味道。
银河系、太阳系?
七比一是怎么来的?为什么会有中子呢?
在自然界,中子是一种不稳定的东西。如果它不被吸纳到原子核里面,它就会衰变成质子。
原来一切的答案取决于宇宙诞生之后的三分四十六秒。
宇宙从非常高温高密度的地方膨胀而来。
宇宙是如何诞生变化的?
在膨胀的0.01秒,达到一千亿度高温的温度。
温度太高,高能电子对中子和质子不停地进行冲击。所以互相冲撞变化。最开始,质子和中子的数量都是一半对一半。
随着宇宙膨胀,温度越来越低。高能粒子携带的能量越来越低,中子开始慢慢变少。质子变得越来越多。因为中子重量比质子重一点点。一开始,中子和质子的比例是一比一。
后来中心向质子转化,质子越来越多,质子和中心变成大概五比一的比例。
从此,中子和质子不再因为高能电子的撞击而转化形式。
变化是单向的,不是双向的。本来宇宙里的中子就没多少。如果任由它自由衰变,中子就会越来越少。
如果要想保住剩下的中子,让中子成家,进入原子核家庭,就不会再消失。
一个中子加一个质子的家庭很不稳定,很容易被打散。两个中子和两个质子,四个人的家庭就会很稳定。无论如何,必须先让温度降低,可以让一个中子和质子稳定存在,就可以拯救剩下的中子。
不然就只能眼睁睁看着所有中子变成质子。
大约在9亿度的温度,宇宙温度在三分四十六秒就能降低到九亿度。然后一个新的中子和新的质子都稳下来,然后再加入一个中了和一个质子。宇宙里还剩下大概13%的中子。从这里开始,中子和质子不再发生其它大的变化。
从满天繁星到日月光芒,这个三分四十秒决定了宇宙的现状。
为什么这个结论对宇宙大爆炸理论这么重要?
通过计算我们知道,宇宙在三分四十分秒变成氦原子核。元素丰度。宇宙里元素的相对含量。主要是百分之五十的氢和百分之二十五的氦,质子和中子比例是七比一。氢和氦大概是三比一。氦原子核是最容易生成的原子核。
不管是五个人还是八个人的家庭都不是稳定的。四人家庭是最稳定的。
很多科学家对探索宇宙诞生都是不可能的。但是这个温博格对大爆炸理论的解释,可以通过科学计算了解宇宙的诞生。
没有自由电子的阻碍,光可以自由穿透宇宙,宇宙背景辐射是21世纪的著名发明。宇宙诞生之初留下回音。
是误打误撞发现了宇宙背景辐射。
温博格认为,恐怕就连发现宇宙大爆炸理论的物理学家都不是百分百相信能够预言组成宇宙的这个配方。
不管科学是多么遥不可及,都是可以进行计算的。
所以这本书描述的是标准大爆炸模型。除此之外,还有不可知的暗物质和暗模型。
说不定,以后我们也可以通过科学计算了解这些未知的暗物质。
千万不要低估科学的力量。