第1章 宇宙简史

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天地玄黄，宇宙洪荒。

东南西北曰宇，古往今来曰宙。

宇指一切的空间，包括东，南，西，北等一切地点，是无边无际的；宙指一切的时间，包括过去，现在，白天，黑夜等，是无始无终的。

宇宙是由时间、空间、物质和能量所构成的统一体，是天地万物的总称。

辩证唯物主义认为：宇宙是物质世界，在空间上它无边无界。

时间上也无始无终。它不依赖于人的意识而客观存在，且处于不断运动和发展之中。

一般理解的宇宙是指，我们所存在的一个时空连续系统，包括当中的所有能量、物质和事件，对于这一体系的整体解释构成了宇宙论。

宇宙是如何起源的?

这是从两万多年前的古代哲学家都到当今的科学家一直都在苦苦思索的问题。

关于宇宙起始的争论从古延续到至今，基本上存在两个思想学派。

许多早期的传统，以及基督教、犹太教、和***教都认为宇宙是创生时间距离他们相当近。

十七世纪时，邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年，这个数目是把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的1927年。

而在光恒纪前在学术界影响较大是1927年由比利时数学家勒梅特提出的“大爆炸宇宙论”。

勒梅特认为：“最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。

宏观宇宙是相对无限延伸的。”

1948年，俄裔美籍物理学家伽莫夫等人，又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后，经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。

关于宇宙的起源的问题，至今还有待人类去探索发现。

天文学家根据很久很久以前宇宙爆炸的线索推出，也就是当时被称为“大爆炸”事件。

实际上大爆炸发生在完全黑暗之中，因为光不存在，所以没有火焰。

爆炸时随着巨大的辐射，只用了不到万亿分之一秒的时间，也就是一瞬间，第一样东西出现了。

一半的亚原子变成了物质，也就是组成我们自身的东西。

而另一半则变成了和物质相反的东西--反物质。

两者相遇就会湮灭为能量，不过幸好的是物质要比反物质多，十亿个亚原子里面只有一个得以幸存下来，剩下来的部分就是我们现在宇宙的组成部分。

爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。

宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降。

随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。

气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。

可以说我们的大宇宙是由大爆炸产生的烟雾构成的，当我们的宇宙诞生十分钟后，直径就已经有数千光年。

光年就是光在一年里走过的路程，是一个非常大的距离单位，不过这个在广袤的宇宙中根本不算什么。

而后大约经过33万年的扩张和冷却，烟雾终于散去，我们的宇宙变得可以目视了。

在138亿年前的宇宙创生之初，不但没有时间，而且就连空间以及空间中的物质、能量都没有。

根据广义相对论的推测，宇宙最开始只是一个奇点，它拥有无限高的温度和密度，无限小的体积。

奇点也存在于黑洞的内部，包括最近刚刚直接发现的M87星系黑洞。

在黑洞的中心，奇点似乎是稳定的。

然而，在最初的宇宙中，由于量子涨落，奇点并不稳定，它在大爆炸中创生出时间、空间和能量，宇宙开始形成并演化。

宇宙诞生的一瞬间，物质并不存在，那时的宇宙就像一个由纯能量组成的“原始汤”，包含形成各种粒子所需的全部成分。

在宇宙经历极短时间的暴胀之后，夸克、轻子、胶子、希格斯玻色子等一系列基本粒子就从纯能量中创造出来。

在宇宙诞生几分钟之后，随着宇宙的快速膨胀和冷却，最早出现的基本粒子开始结合在一起形成其他复合粒子，如质子和中子。

质子即为氢原子核，质子又可以形成氕氘氚，氕就是质子，没有任何的中子，氕氘氚都是氢原子核，氘氚分别有一个与两个中子。

而且在现在，氘氚是制作一种威力无比巨大的武器，原子弹的材料，名字叫做氢弹。

原子弹（Atbb）是核武器之一，是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器。

核武器爆炸时释放的能量，比只装化学炸药的常规武器要大得多。

例如，1千克铀全部裂变释放的能量约8×1013焦耳，比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19×106焦耳约大2000万倍。

核武器爆炸释放的总能量，即其威力的大小，常用释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示，称为梯恩梯当量。

核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，在微秒级的时间内即可完成。

因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。

地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。

核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。

这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。

核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。

原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。