第18章 宇宙的起源和命运(1)[第1页/共5页]

整部科学史恰是对事件不是以肆意体例产生，而是反应了必然内涵次序的慢慢的认识。这次序可以是，也能够不是由神灵启迪的。只要假定这类次序不但利用于定律，并且利用于时空鸿沟处的前提时才是天然的，这类前提指明宇宙的初始态。能够有大量具有分歧初始前提的宇宙模型，它们都从命定律。应当存在某种原则去抽取一个初始状况，也就是一个模型，去代表我们的宇宙。

广义相对论本身不能解释这些特性或答复这些题目，因为它预言，宇宙是从在大爆炸奇点处的无穷密度肇端的。广义相对论和统统其他物理定律在奇点处都见效了：

跟着时候流逝，星系中的氢和氦气体被豆割成更小的星云，它们在本身引力下坍缩。当它们收缩时，此中的原子相互碰撞，气体温度降低，直到最后，热得足以开端热聚变反应。这些反应将更多的氢窜改成氦，开释出的热增加了压力，是以使星云不再持续收缩。它们会稳定地在这类状况下，作为像太阳一样的恒星逗留一段很长的时候，它们将氢燃烧成氦，并将获得的能量以热和光的情势辐射出来。质量更大的恒星需求变得更热，以均衡它们更强的引力吸引，使得其核聚变反应停止得极快，乃至于它们在1亿年这么短的时候里将氢耗光。然后，它们会略微收缩一点，而跟着它们进一步变热，就开端将氦窜改成像碳和氧如许更重的元素。但是，这一过程没有开释出太多的能量，以是正如在黑洞那一章描述的，危急就会产生了。人们不完整清楚下一步还会产生甚么，但是看来恒星的中间地区很能够坍缩成一个非常致密的状况，比方中子星或黑洞。恒星的内部地区偶然会在称为超新星的庞大发作中吹出来，这类发作使星系中的统统恒星在相形之下显得暗淡无光。恒星靠近生命起点时产生的一些重元素就被抛回到星系里的气体中去，为下一代恒星供应一些质料。因为我们的太阳是第二代或第三代恒星，是约莫50亿年前由包含有更早超新星碎片的扭转气体云构成的，以是约莫包含2%如许的重元素。云里的大部分气体构成了太阳或者喷到内里去，但是少量的重元素堆积在一起，构成了像地球如许的，现在作为行星环绕太阳公转的物体。

（1）为何初期宇宙如此之热？

我不想去分享伽利略的厄运。我对伽利略之以是有一种激烈的认同感，其部分启事是我刚好出世于他身后的300年！

科学仿佛揭露了一族定律，在不肯定性道理设下的极限内，如果我们晓得宇宙在任一时候的状况，这些定律就会奉告我们，它如何随时候生长。这些定律或许本来是由上帝公布的，但是看来从那今后他就让宇宙本身遵循这些定律去演变，而现在不对它干与。但是，他是如何挑选宇宙的初始状况和布局的呢？甚么是在时候肇端处的“鸿沟前提”？

1948年，科学家乔治・伽莫夫和他的门生拉夫・阿尔法在一篇闻名的合作的论文中，第一次提出了宇宙的热的初期阶段的图象。伽莫夫非常诙谐――他压服了核物理学家汉斯・贝特将他的名字加到这论文上面，使得列名作者为“阿尔法、贝特、伽莫夫”，正如最前面三个希腊字母：阿尔法、贝他、伽马：这特别合适于一篇关于宇宙开初的论文！他们在此论文中作出了一个惊人的预言：宇宙的热的初期阶段的辐射（以光子的情势）明天还应当在四周存在，但是其温度已被降落到只比绝对零度（-273℃）高几度。这恰是彭齐亚斯和威尔逊在1965年发明的辐射。在阿尔法、贝特和伽莫夫写此论文时，对于质子和中子的核反应体味得未几，以是对于初期宇宙分歧元素比例所作的预言相称不精确；但是，在用更好的知识重新停止这些计算以后，现在的成果已和我们的观察合适得非常好。何况，在解释宇宙为何应当有这么多氦时，用任何其他体例都是非常困难的。以是，我们相称确信，起码一向回溯到大爆炸后约莫1秒钟为止，这个图象是精确无误的。