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三分鐘極簡宇宙大爆炸史

很懷念小時(shí)候,那時(shí)報(bào)紙、雜志、電視和廣播是我們的燈塔,圖書館是我們的星辰大海。那時(shí)我們的記憶力好于體力,沒有云存儲(chǔ),只有腦回路。

在之前的《再不構(gòu)建知識(shí)體系,就要被信息洪流淹死了 | 我的大歷史觀》這篇文章里,我跟大家分享了我的大歷史觀。

關(guān)于歷史的書籍其實(shí)很多,但進(jìn)入20世紀(jì)以來,學(xué)科越分越細(xì),知識(shí)越來越多,甚至每一個(gè)學(xué)科中都還有無數(shù)的分支,誰敢說自己全知全能呢?就算沒有全知全能,恐怕也沒人敢說自己要去編一部囊括學(xué)科內(nèi)所有內(nèi)容的書籍吧。這得需要多么大的勇氣和膽量。

可是,這世界上就有人真的敢還已經(jīng)這么做了。大衛(wèi)·克里斯蒂安的《大歷史》一書就是以全新的眼光來看待整個(gè)歷史,這個(gè)歷史不是從北京猿人開始,也不是從地球開始,它是從宇宙奇點(diǎn)開始。它要講述的不是人類的故事,盡管這部分確實(shí)重要,它要講述的也不是宇宙的故事,他真正想講述的是時(shí)間的故事。

有一段描述大歷史的內(nèi)容的文字特別貼切:

“如果把130億年比喻成13年的話,那么宇宙大爆炸就發(fā)生在13年前,太陽系出現(xiàn)在4.5年前,最早的生命有機(jī)體出現(xiàn)在4年前,恐龍大約在3個(gè)星期前滅絕,最早的智人在非洲進(jìn)化大約在50分鐘以前,農(nóng)業(yè)繁榮大約在5分鐘以前,工業(yè)革命發(fā)生在大約6秒鐘以前,第一次世界大戰(zhàn)發(fā)生在大約2秒鐘以前,此后,第二次世界大戰(zhàn),首次使用原子武器,人類登月,電子革命……都只不過是最后1秒鐘的事?!?/span>

多么有趣。

基于大歷史觀,大歷史從宇宙大爆炸開始一直到現(xiàn)在,

大致可以分為大時(shí)期,分別是:

1宇宙大爆炸時(shí)期

2銀河系形成時(shí)期

3太陽系形成時(shí)期

4地球誕生時(shí)期

5人類的出現(xiàn)

6人類文明時(shí)期

在人類文明時(shí)期,又可以將它整理成七乘八歷史模型的坐標(biāo)系:

七即七大領(lǐng)域(自中國向西依次是):

長江黃河流域

印度河流域

兩河流域

愛琴海地區(qū)

尼羅河流域

美洲地區(qū)

澳大利亞地區(qū)

八即八大時(shí)期:

一起:夏商西周時(shí)期(約前2070年-前771年)約1300年;

一落:東周(春秋戰(zhàn)國)時(shí)期(前771年-前221年)約550年;

二起:秦與兩漢時(shí)期(前221年-220年)好記好記,約440年;

二落:三國兩晉南北朝時(shí)期(220年-581年)約360年;

三起:隋唐時(shí)期(581年-907年)約326年;

三落:五代十國遼宋夏金時(shí)期(907年-1206年)(也有茍延殘喘多年的,忽略不計(jì))約300年;

四起:元明清時(shí)期(1206年-1911年)約705年;

四落:民國時(shí)期(1912年-1949年)。


所以,從今天開始,我們就從宇宙大爆炸講起,爭取用最通俗易懂的語言來走進(jìn)大歷史的每個(gè)時(shí)期。

首先,一定要說三個(gè)基本前提:

1、我們講,我們說的大歷史,是建立在現(xiàn)代科學(xué)的最好成果之上。這些知識(shí)在許多不同社會(huì)得到嚴(yán)格的檢測,比傳統(tǒng)社會(huì)可獲得的知識(shí)更加可靠和精確。當(dāng)然,現(xiàn)代科學(xué)還在不斷有新的研究出現(xiàn),研究成果也在不斷更新,但不能因?yàn)槭澜缭谧兓?,我們就要等到最新的成果更新出來才去學(xué)習(xí)不是?

2、有的人提及宇宙大爆炸理論不一定完全正確。誠然,任何物理理論都有局限,但是目前而言,大爆炸理論還是被普遍承認(rèn)的。對于愛好者來說,如果最開始就陷入到無法解釋的爭論之中,會(huì)讓自己陷入一片混沌。

3、科學(xué)理論非常嚴(yán)謹(jǐn),環(huán)環(huán)相扣,但最開始如果過于精細(xì)化研究,同樣會(huì)陷入困惑,那么復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物等等理論,確實(shí)不是我等普通人短時(shí)間內(nèi)就能完全掌握的。所以我一向主張將自己逼出舒適區(qū)的時(shí)候,不要用力過猛。離開舒適區(qū)太遠(yuǎn),就有可能會(huì)受傷,反而阻礙了你的提高。自己要量力而行,難度不要太高。最好稍稍超過自己目前能力的難度,但經(jīng)過一定的努力即可達(dá)到。

所以,拋開所有的科學(xué)爭論和質(zhì)疑,在不過分追究過于細(xì)節(jié)的理論的前提下,今天我們就來說說被宇宙學(xué)家們普遍認(rèn)可的宇宙大爆炸理論,怎么系統(tǒng)理解和記憶。

01
宇宙大爆炸,在大歷史觀里被看成是時(shí)間的起點(diǎn)

宇宙誕生之前,

沒有時(shí)間,沒有空間,也沒有物質(zhì)和能量。

大約137億年前,在這四大皆空的“無”中,

一個(gè)體積無限小的點(diǎn)爆炸了,這就是我們一直講的奇點(diǎn)。

時(shí)間、空間從這一刻開始,物質(zhì)和能量也由此產(chǎn)生,

這就是宇宙創(chuàng)生的大爆炸。

在經(jīng)歷了這次最壯觀的爆炸后,

逐步誕生了現(xiàn)在的宇宙所有物質(zhì)和使世界維持運(yùn)轉(zhuǎn)的物理法則。

02
一生二、二生三、三生萬物

大爆炸之后,宇宙迅速膨脹,其溫度也極速下降。

最初的1秒鐘過后,

宇宙的溫度降到約100億度,

這時(shí)的宇宙是由中子、質(zhì)子和電子形成的一鍋基本粒子湯,

其中,中子和質(zhì)子的數(shù)量比大約為1:7,其余的就是電子、中微子等微粒子。

當(dāng)大爆炸發(fā)生3分鐘左右

宇宙溫度下降到10億開時(shí),

這鍋湯也繼續(xù)變冷,

中子和質(zhì)子的巨變開始發(fā)生,

這時(shí)就用到了最基本的化學(xué)原理:

質(zhì)子+中子=原子核

原子核+核外電子=原子

即:這鍋粒子湯里的質(zhì)子和中子劇變成了原子核,

原子核又和核外電子劇變成了原子,

這樣,原子核最先產(chǎn)生,中間也有極少量的原子核產(chǎn)生。

而每生成一個(gè)氦原子核要消耗2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子,

前面我們提到,

因?yàn)橹凶拥臄?shù)量少于質(zhì)子,

所以當(dāng)聚變反應(yīng)將中子全用完后,

氦核的合成過程也告結(jié)束,

這個(gè)反應(yīng)的發(fā)生時(shí)間為宇宙大爆炸之后3分鐘到1小時(shí)

但這時(shí)還剩余很多質(zhì)子,

這些質(zhì)子就繼續(xù)形成氫原子核,

但是,原子核不是得依靠質(zhì)子和中子共同反應(yīng)生成嗎?

其實(shí),也有很多氫原子核里是沒有中子,只有質(zhì)子的。

至此,宇宙大爆炸后,

最初的兩種物質(zhì)就產(chǎn)生了,

按照先后順序,分別是氦和氫,

氦占四分之一,氫元素大致占四分之三。

隨著溫度降低、冷卻,原子又構(gòu)成分子,

并復(fù)合成為通常的氣體。

氣體逐漸凝聚成星云,

星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系,

最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/span>

當(dāng)然這一部分,就是下一次我們要說到的銀河系的形成時(shí)期了。

宇宙就是由氦和氫這兩種元素不斷的反應(yīng)、演變、劇變、量變產(chǎn)生質(zhì)變而來。

這也是為什么元素周期表的最上面一排是氫和氦的緣故了。

可以說,宇宙里的一切元素,地球上的一切元素都是由宇宙大爆炸產(chǎn)生,

所以,這一章節(jié),才叫做一生二、二生三、三生萬物。

一個(gè)奇點(diǎn),兩種最初的物質(zhì),再到宇宙萬物。

當(dāng)然,也包括人。

03
其實(shí),你就是一個(gè)星團(tuán)

我們都知道,

人體是由細(xì)胞構(gòu)成的,

細(xì)胞構(gòu)成組織,

組織構(gòu)成器官,

器官構(gòu)成系統(tǒng)。

人是由呼吸、消化、循環(huán)、泌尿、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生殖和運(yùn)動(dòng)八大系統(tǒng)構(gòu)成。

但最基本的組成單位是細(xì)胞。

那細(xì)胞的化學(xué)成分是什么?

是化學(xué)元素和由化學(xué)元素組成的化合物。

我們身上的元素最主要的就是碳、氫、氧。

其中,氫,

剛才我們說到,

它是在137億年前的宇宙大爆炸中產(chǎn)生的。

而碳和氧等更重的原子是70億到120億年前在恒星體內(nèi)產(chǎn)生的,

并在恒星爆炸時(shí)擴(kuò)散到太空中。

這意味著人體的組成成分確實(shí)非常原始:

其實(shí)你就是一個(gè)星團(tuán)。

你體內(nèi)的每一個(gè)原子都有幾十億歲。

宇宙大爆炸,在產(chǎn)生了最開始的兩種物質(zhì)之后,

又是如何一點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成星云、星系、星盤的呢?

接下來,銀河系又是如何產(chǎn)生的呢?

在銀河系形成時(shí)期的篇章,

我們再繼續(xù)解讀啦。

別怕多粗枝大葉,

粗枝大葉之后才有細(xì)枝末節(jié)。


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