沐浴在大爆炸的辉光里

来源 :飞碟探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li132zhihua
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   当大爆炸发生时,宇宙的诞生也只用了人类心跳十下那么久。它既是被称为光子的电磁能量的小爆发,也是光的原始粒子。
   那时候宇宙还是电离氢和氦的滚烫混合物,是一片带正电的原子核和电子的沸腾海洋。这片海洋太热也太密集,以至于光子被不断散射或弹来弹去,总也跑不了太远。经过38万年的时间,光随着宇宙冷却而散射,直到最后离子和电子的速度足够缓慢,才形成了氢和氦。这些原子不怎么散射光子,所以光子终获自由——自由地踏上漫长的旅程。
   虽然那时宇宙已经明显冷却下来,但是仍然像红矮星的表面一样滚烫。光子在宇宙的深红色辉光中穿行。宇宙扩张时会继续冷却,红光就消失了,很快宇宙变得黑暗。没有恒星发光,只有氢和氦的云团,光子就从愈加空旷的太空中飞驰而过。
   这时重力开始影响氢和氦,逐渐将气体凝聚成星系大小的团块。但是在宇宙尺度下,重力的作用十分缓慢,形成星系需要很长时间。大约经过40亿年,新的光出现在首批诞生的恒星中心。光辐射出去的时候,恒星开始将氢和氦聚合成碳和氧这样的重元素,释放出巨大的能量。很快,无数恒星和星系开始照亮宇宙,有时恒星会消耗掉所有能量发生超新星爆发。在短暂的时间内,超新星会亮过整个星系,并把气体和尘埃抛回太空。
   光子仍然以恒定的速度前进。它旅行了数十亿年,其间有些恒星发生超新星爆发,残余的气体和尘埃形成新的恒星,还有的形成行星、小行星和彗星。星系的形成变得普遍,它们的一部分行星恰好形成在宜居带,与恒星间的距离刚好允许液态水存在,不太冷也不太热。在这样的世界中,我们知道至少有一个,或许有上百万个都存在生命。
   光子的旅行仍在继续,超过了130亿年。它穿过了一个跨度几十万光年的星系,星系的质量使光子稍微偏离了原来的路径,被称为引力透镜效应。光子方向的改变足以使它朝着另一个不太起眼的星系前进,一个跨度大约10万光年的条纹状螺旋星系。
   当最初的人类行走在地球上,当文明兴衰起落,甚至在你出生的那一天,古老的光子都在旅行,年复一年,持续不断。当你在某天晚上抬头仰望夜空,它刚好砸在你的额头上,你却没有注意到,也不可能注意到。光子开始旅行时还很炽热明亮,但当它旅行了数十亿年,宇宙的持续扩张延伸了光子的波长,使它冷却并暗淡下来,所以人们既看不到也感觉不到它的存在。像这样的古老光子总是会击中我们,而我们从未发觉。
   20世纪60年代,我们开始注意到了这些古老的光子。射电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔森发现宇宙辐射带有微弱的微波辉光——这些光子几乎从大爆炸开始就穿越宇宙,现在到达了我们的太阳系。这些辉光被称为宇宙微波背景。20世纪90年代,一颗被称为宇宙背景探测器的卫星观测到辉光温度的微小变化,这证实了宇宙起源于大爆炸,那一瞬间的能量足够大,创造出遥远过去的辉光。过去10年里,威尔金森各向异性探测器和普朗克卫星更为详细地观察了宇宙的背景,证实宇宙诞生于约138亿年前。
   当你仰望夜空的时候,可能会看到经长途跋涉到达你身边的其他行星的光。你看到的星光可能旅行了几年、几十年, 甚至可能是上百年。而你看不到的是宇宙微波背景微弱的辉光,因为旅行时间太长,以至于宇宙自身的扩张使得光子超出了我们的可见范围。
   但是当你敬畏地抬头看天,有些光子会击中你。来自宇宙最初瞬间的光穿越了浩瀚的太空,到达你的身边。从你的角度来看,光已经旅行了数十亿年,但对光子来讲却没有时间的概念。以光速来看,光子的旅程只是一眨眼的事情——从宇宙诞生到抵达你的身边。
其他文献
图为神经胶质细胞的双光子荧光图像, 放大倍数为400倍。神经系统由神经元和神经胶质两种细胞组成,其中胶质细胞主要扮演提供支撑、供给营养、维持环境及提供绝缘的角色。在人脑中,胶质细胞对神经元的比例估计约为10∶1。
期刊
红脚隼是一种随季节远距离迁徙的鸟类。虽然成群迁徙,但个体还是喜欢保持一定程度的个人空间。即使相互亲近,往往是成双成对的伴侣关系,或是成鸟与幼鸟的亲缘关系。摄影师已经观察这三只隼好几天了,它们的关系令人费解。一只灰色雌隼和两只壮年雄隼待在一起,而且常有亲密举止,比如相互用嘴整理羽毛。图中的瞬间是一只雄隼用它的爪子轻轻推动雌隼,并飞起来给第三只隼挪地方。
期刊
公众能了解到的动物保护方面的消息,往往是“某某动物濒临灭绝”,以为这就是最大的问题。这种触目惊心的标题往往令人激动,但这会产生误导。其实,动物保护面临的主要问题并不是物种减少,而是野生动物数量减少,有时甚至是数量锐减,这会威胁到整个生态系统的健康。  从物种面临灭绝危险的角度来看物种保护的每一个问题,就显得这些问题简单而且相互之间通常没有关联性。更糟糕的是,听说物种受到灭绝的威胁会使人情绪化,觉得
期刊
生命的长度能否超越人类已知的范畴?生命能否延续至数亿年?科学家探测到的星系越来越古老,这似乎预示着发现处于宜居带的古老行星已指日可待。研究人员表示,对研究古代生命的居住习性和发展演化而言,了解系外行星上是否有可能存在生命具有重要意义。  2015年1月,蒂亚戈·坎潘特(英国伯明翰大学研究员,从事星震学研究)带领的团队宣布,他们发现了5颗小型岩质行星,位于一颗古老的恒星周围。这颗恒星是美国航空航天局
期刊
让我们设想有一颗适宜居住的行星,它正绕着一颗离我们很遥远的恒星运转着。你大概自然而然地把它当成另一个地球了,只不过稍有变化:或许云更多一些,覆盖地表的海洋面积更大一些;或许山脉更高;或许植物不再是绿色而是红色;或许土著居民也是一副人的样子,只不过他们断发文身,衣着暴露……好吧,但是请先停一停。  你的想象仅是想象,并没有什么事实根据。有充分的理由说明,最具孕育生命的潜力、并能被我们探测到的星球,很
期刊
译 / 丁冰青  目前,“新地平线”号探测器已经完成了近距离飞掠冥王星的任务,正向着成为第五个离开太阳系的人造航天器的漫长旅程前行。同时它还载着许多有趣的人工制品:1枚佛罗里达州纪念币,1面美国国旗,还有1930年发现冥王星的克莱德·汤博的1盎司骨灰。然而,有一样东西“新地平线”号并没有携带,那就是人类给外星人的信息。乔恩·隆伯格认为这是一大遗憾。作为“一个地球”(OEM)项目的总监,他希望能够做
期刊
我认识一位女科学家,她只要眼睛睁着就在做实验,可以几个星期不间断。如果重大发现在即,她会变得更痴迷。在这种情况下,请你想想看,如果没能争得第一,被别人抢了先,那是什么滋味儿:几个月甚至几年的工作会变成完全多余,没有价值。  我当科学家25年,虽然在重大发现上没有落在别人后面,但是对这个现象非常感兴趣:一个令你着迷的问题有了答案固然会让你兴奋,可是有人先你一步公布答案又会把你气死。  有这样一个著名
期刊
嗨,我是卡莉·哈维特,在位于美国科罗拉多州博德镇的美国航空航天局西南研究所担任高级研究员。2012年,我就开始为美国航空航天局的“新地平线”任务工作了。我的工作主要集中在一个名叫“拉尔夫”的仪器上。在所有仪器中,“拉尔夫”为“新地平线”号提供了一只可以看到色彩的“眼睛”。  回到2012年,当我开始查看“拉尔夫”拍摄的冥王星及其最大的卫星卡戎( 冥卫一)的图像时,由于距离实在太远,它们看上去只不过
期刊
一、《“怨恨”报告》  《“怨恨”报告》本来就没打算当作广而告之的材料分发下去,只是复印了几份送到位于五角大楼的空军新闻处,记者和作者们可以前去翻阅。但即使这样,还是有不少复印本流传到了外界。空军新闻中心可不是研究长达600页的报告的好去处,而且瞥一眼就会发现,这份报告需要详加揣摩——至少得搞明白作者试图证明什么。因此,几十份复印本在外界流通开来。我之所以知道这份“获得解放”的《“怨恨”报告》的复
期刊
当没有腿的脆蛇蜥在草丛里蜿蜒而行时,你根本说不清楚它与蛇有什么不同。可是,如果你惊动了它,它就会展现出蛇所没有的技艺:扔掉自己的尾巴逃之夭夭,而且被它扔掉的尾巴仍然在原地扭动。  脆蛇蜥可不是只有这点儿绝活。如果仔细观察,你会发现它的咽喉不能弯曲,眼皮能动,耳朵可以张开——这些特征是蜥蜴特有的。这样看来,这种特别的生物无法归属于我们熟悉的任何一个类别。  生命的形式逾百万,形形色色,乱七八糟,要想
期刊