第18章 宇宙的起源和命运(1)[第3页/共5页]

但是，一些偏差会产生出新的宏观分子，它们会更有效地复制本身。是以它们具有上风，并趋势于代替本来的宏观分子。退化的过程就是用这类体例开端，并导致越来越庞大的自我复制构造的产生。第一种原始的生命情势消化了包含硫化氢在内的分歧物质，而开释出氧气。这就逐步地将大气窜改成明天如许的成分，并且答应诸如鱼、匍匐植物、哺乳植物以及最先人类等生命的更高情势的生长。

（4）固然宇宙在大标准上是如此的分歧和均匀，它却包含有部分的无规性，诸如恒星和星系。人们以为，这些是从初期宇宙中分歧地区之间密度的藐小不同生长而来的。这些密度起伏的发源是甚么？

在大爆炸后的约莫100秒，温度降到了10亿度，也即最热的恒星内部的温度。在此温度下，质子和中子不再有充足的能量逃脱强核力的吸引，以是开端连络产生氘（重氢）的原子核。氘核包含一个质子和一其中子。然后，氘核和更多的质子、中子相连络构成氦核，它包含两个质子和两其中子，还产生了少量的两种更重的元素锂和铍。能够计算出，在热大爆炸模型中约莫1/4的质子和中子变成了氦核，另有少量的重氢和其他元素。余下的中子会衰变成质子，这恰是凡是氢原子的核。

来了解被遍及接管的宇宙汗青。这是假定从早到大爆炸时候起宇宙便可用弗里德曼模型来描述。在此模型中，人们发明当宇宙收缩时，此中的任何物体或辐射都变得更凉（当宇宙的标准大到2倍，它的温度就降落到一半。）因为温度便是粒子的均匀能量――或速率的测度，宇宙的变凉对于此中的物质就会有较大的效应。在非常高的温度下，粒子能够活动得如此之快，能够逃脱任何由核力或电磁力将它们吸引在一起的感化。但是能够预感到，跟着它们冷却下来，粒子相互吸引并且开端结块。更有甚者，连存在于宇宙中的粒子种类也依靠于温度。在充足高的温度下，粒子的能量是如此之高，只要它们碰撞就会产生很多分歧的粒子/反粒子对一一并且，固然此中一些粒子打到反粒子上去时会泯没，但是它们产生得比泯没得更快。但是，在更低的温度下，碰撞粒子具有较小的能量，粒子/反粒子对产生得不快――而泯没则变得比产生更快。

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：

因为与光滑和有序的宇宙比拟，存在着多很多的浑沌和无序的宇宙。（如果每一布局都是等概率的，因为浑沌无序态多得这么多，宇宙多数会从这类态肇端）。很难了解，从如许浑沌的初始前提，如何导致明天我们这个在大标准上如此光滑和法则的宇宙。人们还预感，在如许的模型中，密度起伏导致比伽马射线背景观察设定的上限多很多的太初黑洞的构成。

如许，直到明天它们应当仍然存在。如果我们能观察到它们，就会为非常热的初期宇宙阶段的图象供应一个很好的查验。可惜现在它们的能量太低了，使得我们不能直接察看到。但是，如果中微子不是零质量，而是像近年的一些尝试表示的，本身具有小的质量，我们则能够直接地探测到它们：正如前面提到的那样，它们可以是“暗物质”