第18章 宇宙的起源和命运(1)[第2页/共4页]

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：

（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？

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。

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。

人们不能预言从奇点会出来甚么。正如之前解释的，这表白我们能够从这实际中割撤除大爆炸奇点和任何先于它的事件，因为它们对我们没有任何观察效应。时空会有一个鸿沟――大爆炸处的开端。

（3）为何宇宙以这么靠近于辨别坍缩和永久收缩模型的临界收缩率开端，如许即便在100亿年今后的现在，它仍然几近以临界的速率收缩？如果在大爆炸后的1秒钟那一时候其收缩率哪怕小十亿亿分之一，那么在它达到明天这么大的标准之前宇宙早已坍缩。

宇宙从非常热的状况开端并随收缩而冷却的气象，和我们明天统统的观察证据相分歧。固然如此，它还留下很多未被答复的首要题目：

大爆炸后的几个钟头以内，氦和其他元素的产生就停止了。以后的100万年摆布，宇宙仅仅是持续收缩，没有产生甚么事。最后，一旦温度降落到几千度，电子和核子不再有充足能量去克服它们之间的电磁吸引力，就开端连络构成原子。宇宙作为团体，持续收缩变冷，但在一个比均匀略微麋集些的地区，收缩就会因为分外的引力吸引而迟缓下来。在一些地区收缩终究会停止并开端坍缩。当它们坍缩时，在这些地区外的物体的引力拉力使它们开端很慢地扭转；当坍缩的地区变得更小，它会自转得更快――正如在冰上自转的滑冰者，缩回击臂时会自转得更快。终究，当地区变得充足小，它自转得快到足以均衡引力的吸引，碟状的扭转星系就以这类体例出世了。别的一些地区刚好没有获得扭转，就构成了叫做椭圆星系的椭球状物体。这些地区之以是停止坍缩，是因为星系的个别部分稳定地环绕着它的中间公转，但星系团体并没有扭转。

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。