第18章 宇宙的起源和命运(1)[第4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。

（1）为何初期宇宙如此之热？

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。

就在大爆炸时，宇宙体积被以为是零，所以是无穷热。但是，辐射的温度跟着宇宙的收缩而降落。大爆炸后的1秒钟，温度降落到约为100亿度，这约莫是太阳中间温度的1000倍，亦即氢弹爆炸达到的温度。现在宇宙首要包含光子、电子和中微子（极轻的粒子，它只受弱力和引力的感化）和它们的反粒子，另有一些质子和中子。跟着宇宙的持续收缩，温度持续降落，电子/反电子对在碰撞中的产生率就落到它们的泯没率之下。如许，大多数电子和反电子相互泯没掉了，产生出更多的光子，只剩下很少的电子。但是，中微子和反中微子并没有相互泯没掉，因为这些粒子和它们本身以及其他粒子的感化非常微小。

这有点像问很多门生一个测验题。如果统统人都给出完整不异的答复，你就会相称必定，他们相互之间交换过。在上述的模型中，从大爆炸开端光还没有来得及从一个悠远的地区达到另一个地区，即便这两个地区在宇宙的初期靠得很近。遵拍照对论，如果连光都不能从一个地区达到另一个地区，则没有任何其他的信息能做到。以是，除非因为某种不能解释的启事，导致初期宇宙中分歧的地区刚好从一样的温度开端，不然没有一种体例能使它们达到相互一样的温度。

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”