原作:Unveiled 翻譯:Guan??,、葉,、我的給佬、serendipity 編排:楊宜修 https://www./watch?v=FFTXLR7lAxg 著名的天體物理學(xué)家卡爾·薩根,,一位NASA美國(guó)國(guó)家航空航天局的重要人物,科普界的先驅(qū)主力,,在二十世紀(jì)80年代說過,,我們所有人都是由星塵組成。 從那以后,,薩根的話被廣泛流傳,,任何對(duì)物理有一絲興趣的人都把他那難以置信的斷言成為了一個(gè)關(guān)鍵事實(shí)。盡管如此,,更令人印象深刻的是,,它實(shí)際上完全是正確的。 但是它究竟意味著什么呢,?今天我們會(huì)揭開為什么我們確實(shí)都是由星塵組成的奇特原因,。 你熱衷于事情的真相么?你經(jīng)常好奇么,? 我們知道在宇宙中有確定數(shù)量的化成元素,,這些元素組成了每一個(gè)存在的物質(zhì),它們都由一個(gè)過程稱為“核合成”所制造,,它的字面意思上是說制造原子核,、原子。最初的元素是在大爆炸時(shí)形成的氫和氦,,那時(shí)宇宙更熱更緊密,。 據(jù)猜想這個(gè)狀態(tài)僅持續(xù)20分鐘,但是在這20分鐘的破曉時(shí)刻,,宇宙從無到充滿了氫——實(shí)際上是75%的氫,,25%的氦和1%的其他物質(zhì)——主要是鋰。 這是三種最輕的元素,。第一批星體由此形成,,在這些星體中“恒星核合成”的進(jìn)程開始,產(chǎn)生了更重的元素,。 而且,這也不是說它好像完全超出了我們的控制,。 在地球上,,人們可以通過核聚變來復(fù)制這種恒星內(nèi)部的環(huán)境,來為我們自己創(chuàng)造新的元素,。新加入元素周期表(2016年正式頒布)的四個(gè)元素就是用這種方式制造出來的——鉨(xǐ),,鏌,和,。 然而,,令人難以置信的是,在幾十億年之后,,生命所必需的物質(zhì)可能與現(xiàn)在的完全不同,。生命體在遙遠(yuǎn)的未來很有可能就會(huì)基于當(dāng)前新的、合成的化學(xué)元素,,類似于剛才提到的那些,,或完全別的什么東西——一些我們現(xiàn)今沒有希望能在地球上合成的。 一些科學(xué)家使得這個(gè)想法更進(jìn)一步,,甚至認(rèn)為(除了地球圍繞太陽的“宜居帶”之外),,我們現(xiàn)在也居住在一個(gè)“暫時(shí)性的”宜居帶,因?yàn)檫@要?dú)w功于現(xiàn)在的化學(xué),、元素物質(zhì)環(huán)境,,我們(以我們現(xiàn)在的狀態(tài))現(xiàn)在才能生活在宇宙中。 在這個(gè)確切的時(shí)間點(diǎn)上,,我們擁有我們生長(zhǎng)所需要的一切物質(zhì),,并且生活富足,,這是因?yàn)殂y河系的化學(xué)演變正處于正確階段。 相關(guān)知識(shí) 大爆炸理論是目前流行的宇宙學(xué)模型,它解釋了從最早已知時(shí)期到隨后的大規(guī)模演化過程中可觀測(cè)的宇宙的存在,。該模型描述了宇宙是如何從一個(gè)高密度和高溫度的初始狀態(tài)開始膨脹的,,并為觀測(cè)到的一系列現(xiàn)象提供了全面的解釋,這其中包括豐富的輕元素,、宇宙微波背景輻射(CMB)和大型結(jié)構(gòu),。 至關(guān)重要的是,該理論與哈勃-勒梅特定律是一致的,,即星系離地球越遠(yuǎn),,它遠(yuǎn)離地球的速度就越快。該理論利用已知的物理定律,,將宇宙膨脹的時(shí)間向后推,,它描述了一個(gè)在宇宙中不斷聚集的,在空間和時(shí)間上失去意義的奇點(diǎn) (通常被稱為“大爆炸奇點(diǎn)”) ,。宇宙膨脹速率的詳細(xì)測(cè)量表明,,大爆炸奇異點(diǎn)大約出現(xiàn)在138億年前,因此這被認(rèn)為是宇宙的年齡,。 在它最初的膨脹之后,,也就是這個(gè)事件本身通常被稱為“宇宙大爆炸”,宇宙冷卻到足以形成亞原子粒子和后來的原子,。這些原始元素組成的巨大云團(tuán)——主要是氫,,還有一些氦和鋰——后來在引力作用下結(jié)合在一起,,形成了早期的恒星和星系,,它們的衍生物如今依舊可見。 除了這些原始的構(gòu)建原料,,天文學(xué)家還觀察到星系周圍未知暗物質(zhì)的引力效應(yīng),。宇宙中的大多數(shù)引力勢(shì)似乎都是以這種形式存在的,大爆炸理論和各種觀測(cè)表明,,這種過剩的引力勢(shì)不是由重子物質(zhì)(如普通原子)產(chǎn)生的,。對(duì)超新星紅移的測(cè)量表明,宇宙的膨脹正在加速,,這一觀測(cè)歸因于暗能量的存在,。 喬治·勒梅特在1927年首次指出,膨脹的宇宙可以追溯到一個(gè)單一的起源點(diǎn),,他稱之為“原始原子”,。埃德溫·哈勃在1929年通過對(duì)星系紅移的分析證實(shí)了星系確實(shí)在漂移;這是宇宙膨脹的重要觀測(cè)證據(jù)。幾十年來,,科學(xué)界分成了兩派,,一派是大爆炸理論的支持者,,另一派是穩(wěn)態(tài)模型的反對(duì)者。兩者都為觀測(cè)到的膨脹宇宙提供了解釋,,但… |
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