物理學(xué)家的觀測(cè)和計(jì)算結(jié)果是我們這個(gè)宇宙起源于137億年以前的一次“大爆炸”。
我們已知的物理定律只能從宇宙起源10^(-43)秒之后開始起作用 —— 這就是“普朗克時(shí)間”.
物理學(xué)一共有四種基本相互作用：引力、強(qiáng)相互作用、弱相互作用、電磁相互作用。在普朗克時(shí)間之前，四種相互作用是統(tǒng)一在一起的，描述那樣的狀態(tài)需要把廣義相對(duì)論和量子力學(xué)統(tǒng)一在一起，而這個(gè)工作現(xiàn)在還沒做好。
從10^(-43)秒開始，引力就脫離出來，單獨(dú)起作用了。那時(shí)候宇宙還是個(gè)直徑為10^(-35)米的一個(gè)小點(diǎn)，但溫度無比的高。
到10^(-35)秒的時(shí)候，強(qiáng)相互作用和“弱電相互作用”分開了。到稍微更晚的時(shí)候，弱相互作用和電磁相互作用分開了。
到一萬(wàn)億分之一秒的時(shí)候，宇宙里有了粒子 —— 夸克和輕子已經(jīng)出現(xiàn)了。電子就是我們最熟悉的“輕子”。這時(shí)候宇宙里有夸克和電子，還有反夸克和反電子。在當(dāng)時(shí)那個(gè)高溫條件下，夸克和電子都可以自由行動(dòng)，宇宙就好像是一鍋夸克輕子粥。
這鍋粥里的主要活動(dòng)是正反物質(zhì)的產(chǎn)生和湮滅。夸克和反夸克，電子和反電子一旦相遇就會(huì)湮滅并且釋放兩個(gè)極高能量的光子，光子又會(huì)再產(chǎn)生正反夸克和電子。
這是一個(gè)非常有意思的機(jī)制。如果正反物質(zhì)總是成對(duì)產(chǎn)生、成對(duì)消失，那為什么我們現(xiàn)在的宇宙里都是正物質(zhì)，沒有反物質(zhì)呢？
出于某種還不為物理學(xué)家完全理解的原因，每十億對(duì)夸克和反夸克湮滅，會(huì)留下一個(gè)正夸克作為幸存者 —— 我們今天的世界，都是這樣的幸存者組成的。
到百萬(wàn)分之一秒的時(shí)候，整個(gè)宇宙已經(jīng)膨脹到像太陽(yáng)系這么大了，溫度進(jìn)一步下降，? 夸克們會(huì)被三個(gè)一組束縛在一起，形成“重子” —— 也就是質(zhì)子和中子。
但與此同時(shí)，質(zhì)子和反質(zhì)子，中子和反中子之間也要不停地發(fā)生碰撞湮滅變成光子，光子再生成正和反的質(zhì)子和中子。正物質(zhì)的質(zhì)子和中子的幸存率，也是十億分之一。
到一秒的時(shí)候，宇宙已經(jīng)膨脹到幾光年這么大了。更低的溫度使得質(zhì)子和中子被結(jié)合在一起形成原子核，其中90%是氫原子核，剩下的10%是氦原子核，其他元素極少，都可以忽略不計(jì)。
這個(gè)時(shí)候，光子溫度只夠它產(chǎn)生正電子和反電子，但是電子和反電子之間也在不停地發(fā)生湮滅 —— 同樣的道理，因?yàn)槭畠|分之一的幸存率，最后剩下的全是電子。
等到宇宙年齡是三十八萬(wàn)年的時(shí)候，溫度低到讓所有電子都被原子核捕獲，變成氫原子和氦原子。
到十億年的時(shí)候，這些原子在引力的作用下結(jié)合在一起，就會(huì)變成恒星，然后這些恒星又會(huì)組成星系。那個(gè)時(shí)候，我們已經(jīng)有了一千億個(gè)星系，每個(gè)星系里面會(huì)有幾千億個(gè)恒星。
其中有些比太陽(yáng)大十倍的恒星，在高溫高壓之下，可以生產(chǎn)一些更重的元素，比如氧和碳之類。這些恒星最后會(huì)爆炸，重元素被傳播出來，散布在整個(gè)宇宙之中。正因?yàn)檫@樣，今天我們才會(huì)有這些重元素，否則宇宙中就幾乎全是氫和氦。
又過了九十億年，在宇宙中某個(gè)不起眼的地方產(chǎn)生了一個(gè)不起眼的恒星，這個(gè)恒星就是太陽(yáng)。太陽(yáng)所處的位置正好有很多重元素構(gòu)成的氣體，這些氣體在引力作用下慢慢凝聚在一起，形成了行星。
其中某一顆行星，距離太陽(yáng)不遠(yuǎn)不近，正好允許液態(tài)水的存在，這個(gè)行星就是地球。此后又經(jīng)過無數(shù)機(jī)緣巧合，地球上有了生命，生命演化，最后終于有了你。
有個(gè)著名的說法說，我們每一個(gè)人都是一億分之一的幸運(yùn)者。這因?yàn)楫?dāng)初精子和卵子結(jié)合，是一億個(gè)精子中只有一個(gè)最終能進(jìn)入卵子形成受精卵，在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，我們每個(gè)人都打敗了一億個(gè)精子。
但是你想想宇宙的起源！我們的幸運(yùn)度其實(shí)比這要嚴(yán)重得多 —— 構(gòu)成你身體的、你周圍環(huán)境的每一個(gè)原子，都是這么幸運(yùn)。每一個(gè)原子身上的每一個(gè)質(zhì)子、中子、電子，都是正反物質(zhì)湮滅中十億分之一的幸存者！
本文整理自萬(wàn)維剛的精英日課
