138.2亿年前，宇宙大爆炸炸出所有物质，那原材料来自哪儿？

地球上的生命是如此的绚丽多彩，繁荣昌盛。不仅有朝生暮死的浮游，也有万载长青的常青树，更有世界上最复杂的生命人类。地球上的生命为何会如此丰富多彩呢？这来源于138.2亿年前的一场宇宙大爆炸。深邃的黑暗中，点点星光，错落有致地散落在黑幕中，直到某一天，一道耀眼的白光闪过，砰的一声，所有的天体被卷入风暴中炸成碎片。

Tips：“大爆炸宇宙论”The Big Bang Theory，是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。

时间是最好的造物者，在它的作用下，新的宇宙渐渐形成，地球的生命起源因此形成。不过问题来了，因为宇宙大爆炸炸出了生命所需的所有物质，那他们的这些物质的原料从哪儿来？

人类对宇宙的认识分几步走？

上古时代，先民对世界的认知十分匮乏，不知道雨从何而来，也不知道雷是什么，更不知道宇宙到底是什么？于是他们就将之诉诸神话。华夏大地上就诞生了盘古开天辟地，女娲捏土造人，应龙治水等等传说，而且他们还将天地山川一一封神进行祭拜。这是蒙昧时期人们对天地的认识。

Tips：盘古，是中国神话传说中的创世神，且是中国神话众多创世神中唯一因创世而致身死的。有传说其出生于一枚龙蛋，由应龙抚育出生。

到春秋时期，百家争鸣，各种学说交相辉映，其中就出现了“宇宙”，《文子·自然》：“四方上下曰宇，往古今来曰宙”，认为宇宙是空间和时间的结合。而同时期的古希腊也正是风起云涌、人才辈出的时代，在著名哲学家毕达哥斯拉的时代，对宇宙一词的希腊文是τὸ πᾶν、té p ón，意为全部，包含所有物质和所有空间。

我国古人在春秋时期的思想风暴中，进一步将宇宙定义为“天圆地方”，引申出早期的宇宙理论，地平说。即地球是平的，我们好像生活在一个透明的玻璃罩子里，而整个宇宙都是由阴阳二气演化。而古希腊的哲学家们在亚里斯多德的带领下，认为宇宙是由地、火、水、风四种基本元素构成，而天体则由第五种元素以太构成。古代印度哲学家则认为宇宙是由一种不可分割的原子构成。

Tips：阴阳是一个简朴而博大的中国古代哲学。阴阳哲理自身具有三个特点：统一、对立和互化。在思维上它是算筹（算数）和占卜（逻辑）不可分割的玄节点。

在古巴比伦天文学家开始观测天文现象后，就制作出了早期的宇宙模型，地心说模型。而毕达哥拉斯学派的学者假设，宇宙中心是一团火，而地球、月亮、太阳等天体都围绕着它做匀速圆周运动。古希腊的天文学家阿里斯塔库斯是第一个提出日心说模型的学者，很令人难以相信吧，日心说居然在古希腊就有人提出了。即使在如今看来，这也是令人难以置信的，何况当时正处于古希腊时代，于是这个超前的理论就被埋没在历史中，后人只能从古代文献中的一窥当时的盛景。

公元140年前，天文学家托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，并将其理论收集编纂成一本名叫《天文学大成》的著作。

Tips：将宇宙规定为天地两层，认为地球是宇宙的中心，太阳月亮都在同一轨道上围绕着地球运动，这就是宇宙地心说。

随着科技的发展，天文观测用具的更新，人们逐渐发现了违背地心说原理的问题。16世纪，天文学家哥白尼在经过多年的天文观测和研究后，创立了比地心说更为先进的宇宙结构体系，日心说。

1543年，哥白尼的日心说在他的著作《天梯运行论》中正式登上舞台。日心说， 顾名思义就是以太阳为中心，而地球只是围绕太阳运转的一颗行星。哥白尼的学说在几十年后被意大利哲学家乔尔丹诺·布鲁诺所继承和发展。布鲁诺认为宇宙并非是静止的，而是物质的、无限的。宇宙没有边界也不存在中心，地球只是围绕着太阳转动的行星，而太阳也只是太阳系的中心。宇宙中存在着无数个太阳和地球一样的行星。

Tips：写出了《天体运行论》的哥白尼，他自始至终都是一个虔诚的天主教徒，可他用科学的观察否定了天主教会毫无根据却又影响深广的旧有知识。

俗话说领先半步是天才，领先一步是疯子。布鲁诺超前的理论就导致他被世俗所弃，由于他背弃教会，并不断在欧洲各国宣扬日心说，严重损伤了基督教的根基。在他的著作发表后不久，就被宗教裁判所所逮捕。1600年布鲁诺作为异端，在罗马的百花广场被处以火刑，成为基督教杀鸡儆猴的工具。虽然布鲁诺的肉体已经毁灭但是他的理论并没有消失，反而随着他的死亡声名远扬，甚至还成为19世纪思想启蒙运动的象征。

19世纪欧洲思想启蒙运动过后，得益于第1次工业革命，科学技术更新快速，天文学家们有了更好的技术去观测天文数据。我们不仅能观测到太阳系中的其它星体，而且还观察到了一个更大庞大的星系银河系，以及河外星系。科学技术推动着天文观察的进步，天文观察的进步又推动了人类对于宇宙的认知。这时候的科学家普遍都认为宇宙是没有边界的，宇宙是无限的，而不是静止的。

Tips：第一次工业革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。这一次技术革命和与之相关的社会关系的变革，被称为第一次工业革命或者产业革命。

时间进入21世纪，爱因斯坦、普朗克等一大批物理学家的涌现，直接推动了天文学的发展。1922年，德裔天文学家弗里德曼根据爱因斯坦的广义相对论建立了弗里德曼宇宙模型，又称标准宇宙模型。这个模型认为宇宙一直在膨胀，并且最终可能会导致两种结果。一种是宇宙会无限地膨胀下去，另一种是宇宙膨胀到一定程度后，就会开始收缩，最后所有的星系都又都聚集在一起。弗里德曼的学说为宇宙大爆炸学说打下了理论基础。

Tips：弗里德曼宇宙模型：宇宙常数为零的均匀各向同性宇宙模型的统称。1922年，苏联数学家弗里德曼解爱因斯坦引力场方程，得均匀的、各向同性的宇宙的动态时空度规。

1929年，美国天文学家埃德温·哈勃经过多年的观测总结出了哈勃定律。即越遥远的天体，远离我们的速度越快。哈勃定律引申出了宇宙膨胀学说，并为它的准确性加了层保险。1949年美国物理学家伽莫夫正式提出宇宙大爆炸理论。

宇宙大爆炸

提起宇宙大爆炸就不得不说一个词，奇点。那奇点是什么呢？哈勃定律说明宇宙一直在膨胀，那么反推回去，在很久以前的某一个时刻，宇宙中的星系一定是聚合在一起的。这些星系缩小到一个点，这个点是质量无限大、密度无限大，热量无限高，体积无限小的点，这就是奇点。大约138.2亿年前，宇宙中所有的物质都集中在奇点，因为这里有着极高的温度，所以引发了巨大的爆炸。

Tips：裸奇点是理论中没有视界包围住的引力奇点。裸奇点与黑洞相反，光与其他粒子有机会逃离奇点至远方。

最初的一秒钟之后，宇宙的温度降到100亿 K。这时候的宇基本由质子、中子和电子形成。又过了两秒钟，温度降到10的9次方K时，氢和氦原子核就形成了。之后随着温度的降低，这些粒子彼此之间开始发生核反应，形成原子，这就是原初的宇宙。这些微小的粒子就是建设大楼的钢筋水泥，没有它们就不能生成各种元素。氢与氦在核反应中生成了生命的必需元素碳、氧等元素。三分钟后宇宙的基本元素都形成了。

大爆炸过了 30万年后，中性原子，不带电的中性原子出现。宇宙放晴，各种宇宙辐射出现。之后，恒星、星系开始出现。爆炸51年后，银河系开始演化，100亿年后太阳系形成。太阳系形成的同时，地球也在太阳系中孕育。直到35亿年前，地球上出现了第一个生命。地球在经历了5次生物大灭绝后，哺乳动物登上了舞台。大概600万年前，第1个人类，能人出现，经过六百万年的进化形成现代人类。

Tips：生命的内涵是指在宇宙发展变化过程中自然出现的存在一定的自我生长、繁衍、感觉、意识、意志、进化、互动等丰富可能的一类现象。

那么问题来了，爆炸是从奇点开始的，那么奇点又是从何而来的？奇点所爆发产生物质又是从何而来？宇宙是由质子、中子、电子与光等粒子相互碰撞形成原子，然后形成原子核。那么质子，电子、中子等粒子在宇宙开始之前就存在吗？

原材料的来源

这就像我们做菜，如果是先没有买好青菜等原料，我们就不能做出美味的菜肴，也就是我们说的巧妇难为无米之炊。宇宙大爆炸也是如此。我们都知道在奇点发生了大爆炸，物质形成之后开始往外膨胀，然后形成了现在的宇宙，那么在奇点之前的宇宙是怎么样的？

Tips：粒子particle，是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分。最早发现的粒子是原子、电子和质子，1932年又发现中子，确认原子由电子、质子和中子组成。

根据宇宙大爆炸学说，宇宙一直处于膨胀之中，而万有引力是牵制宇宙的膨胀的主力军，但是它牵制宇宙的膨胀的力度取决于宇宙物质的物量。当宇宙膨胀到一定大的数量之时，万有引力就会慢慢减小会限制宇宙膨胀的速度使它变慢，最后速度变成0。之后宇宙就会从膨胀转为收缩。宇宙的体积开始缩小，这个缩小速度由慢到快。它就像一把冰冷的铁锤将空间和时间都碾碎，最后就又回到奇点。奇点在经过数10亿或几百亿年的时间，再重新又孕育出一个宇宙，如此循环往复。

Tips：热胀冷缩：由于物体内的粒子运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。

另一种理论是膜宇宙模型。在这个模型中，认为世界上存在另一个三维世界，即存在于我们平行的膜。这块膜在类似于引力的迁移下与我们的膜相撞，经碰撞产生出我们的宇宙。之后两块膜逐渐分离，它们各自开始了减速膨胀，在这个时期物质逐渐构成，比如说恒星、星系银河系等天体出现。在分离过程中，他们的引力开始减少，中间的物质变得稀薄。之后两块膜停止分离进程，转而再一次靠近，为下一次的碰撞做准备。

Tips：膜宇宙学是一个物理学上超弦理论和M理论的的分支，专门研究宇宙膜，他们认为宇宙其实是镶在一些更高维度的膜。而它们研究那些更高维度的膜是怎么影响着我们的宇宙。

除了膜宇宙理论之外，还有一个完全宇宙学理论假说。按照完全宇宙学原理，物质的分布不仅在空间上是常数，而且不随时间变化。所以他们认为宇宙在大尺度下任何时候都一样的。宇宙膨胀产生的新空隙，会由宇宙源源不断的产生新的星系来填补。宇宙是从过去延续到至今的，并永远这样会存在下去。此外，还有一种理论是，宇宙是周期性不断轮回的，所以宇宙爆炸的原材料可能是上一个宇宙的残骸。

结语

宇宙的产生是一个很复杂的事情。而我们的科学技术并不能支持我们，对宇宙进行全方面的探索。宇宙已经诞生大约150亿年，而人类从能人进化成智人花了几百年，从智人进化到现代人花了1万多年。目前人类有记载的历史也不过4000多年。和古老的宇宙相比，我们人类实在是太过渺小。

Tips：500米口径球面射电望远镜开创了建造巨型望远镜的新模式，建设了反射面相当于30个足球场的射电望远镜，灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，用于探索宇宙起源和演化。

要摆脱目前的现状，从实处去看宇宙就要依赖于我们的航天技术。目前美国的旅行者2号已经抵达了太阳系的边缘准备进入星际空间。也许它会为我们提供太阳系之外的信息，为我们的宇宙探索做出更大的贡献。除了宇宙飞行器以外，大型射电望远镜设备，比如我国的天眼也会帮助我们认识、了解宇宙。