已知的总是有限的,未知的则是无限的;从知识上说,我们像是处在一个令人费解的无边海洋中的小岛。我们每一代人的任务就是多回收一点土地。 ——赫胥黎 ○ 艺术想象图。距离地球40光年外的一颗名为TRAPPIST-1e的行星,有着令人窒息的景象:红色天空中的明亮天体,若隐若现。这些天体不是像月亮一样的卫星,而是围绕着一颗暗淡红星旋转的岩石行星。| 图片来源:NASA
爱因斯坦将他的新引力理论——广义相对论应用在宇宙学研究上,大爆炸理论并没有告诉我们任何关于宇宙是如何开始的信息。因为对于遥远星系中的其他观测者(如果有)来说也是如此。这使他们可以重建从宇宙诞生后的10⁻¹⁰秒到今天的整个历史。比如物质-反物质不对称、第一批恒星的诞生,太阳系的形成......物质是以自由的电子和原子核(质子和中子)的形式存在的。~75% 的氢,~25% 的氦,10⁻⁵% 的氘,10⁻¹⁰% 的锂○ 大爆炸后,随着宇宙逐渐的冷却,形成了第一批的化学元素:氢、氦和微量的锂。今天,氢和氦依旧占据了98%的宇宙,它们是恒星的主要成分。更重的元素主要从宇宙射线裂变、中子星合并、大质量恒星爆炸、垂死的低质量恒星、白矮星爆炸中产生。 ○ 这张图显示了在宇宙大爆炸初始奇点时刻与宇宙微波背景辐射(CMB)的最后散射时刻(即复合时期),光锥是如何与恒定时间的空间表面相交的。○ 有效时间称为“共形时间”。奇点和复合之间的物理时间总是38万年。但与视界问题相关的是共形时间。可观测宇宙起源于一个比传统大爆炸的简单推断要小得多的空间区域:○ 暴胀期间的量子涨落会产生微小的不均匀性。因此,在宇宙存在的最初时刻,就已经种下了形成星系、星系团和CMB温度各向异性的原始种子。对暴胀假设的一个关键检验就来自对CMB涨落的统计的研究。暴胀对于宇宙是个好东西。如果这就是它的全部故事,那么微波辐射在四面八方都会是一样的。那么这微小的差异来自何处?1982年,我写了一篇论文,提出这些差异源自于暴胀时期的量子涨落。发生量子涨落是不确定性原理的结果。此外,这些波动是形成宇宙中的星系、恒星和我们的种子。 ——霍金
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