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宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)有各种重要的对称性,但是如果一切都完全对称的话,(正)物质和反物质就会完全相等。随着宇宙的冷却和膨胀,几乎全部湮灭掉了,只留下一个稀疏的粒子和反粒子,其密度不到今天宇宙的十亿分之一。但是相反,我们有一个充满了物质而不是反物质的宇宙,这就造成了所有的不同。这种不对称性是如何形成的仍然是一个谜,尽管有许多可能的结果。然而,宇宙是不对称的,是一种确定性,也是一种能使我们存在的确定性。在一个完全对称的宇宙中,物质和反物质会全部湮灭。但在我们的宇宙中,物质占主导地位,预示着一种早期的基本不对称。图片版权:E. Siegel / Beyond The Galaxy可观察到的宇宙历史的时间线,当我们远离大爆炸时,可观测的部分扩大到更远和更大的尺寸。图片版权:NASA / WMAP科学小组就我们的宇宙而言,有一个“没有昨天的日子”,在那之前膨胀,冷却,物质和辐射弥漫的宇宙是不存在的。宇宙大爆炸之前的任何状

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宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(1)

宇宙是一个神奇的地方,它今天的一切非常值得感谢。图片版权:美国宇航局,欧空局,哈勃遗产组(STScI / AURA); J. Blakeslee

首先“博科园”也要感谢每一位读到本文的读者,因为有你们,本文才不失发出来的意义!

每一天你是否都把生命,生存,自由,时间视为理所当然,或者是否对现有的美好事物表示赞赏和感激。全人类最大的共同点,就是我们都存在于同一个世界和同一个宇宙中,从来没有当今天更好地展示——美国感恩节。现在,只要自然生命允许我们存在,我们就有可能存在!这不是从最初的原则保证,而只是碰巧是。宇宙历史上有很多不同的地方,自然法则是以这样一种方式来实现这一切的存在,并让我们在138亿年后的今天以感恩的心回顾这一切。要感谢下面这宇宙10大现象使这一切成为可能!

可观察到的宇宙历史的时间线,当我们远离大爆炸时,可观测的部分扩大到更远和更大的尺寸。图片版权:NASA / WMAP科学小组

就我们的宇宙而言,有一个“没有昨天的日子”,在那之前膨胀,冷却,物质和辐射弥漫的宇宙是不存在的。宇宙大爆炸之前的任何状态的结束(可能是宇宙膨胀)引起了一个充满了粒子,反粒子,辐射和使我们的生存成为可能的所有必要成分的宇宙,没有大爆炸,我们都不会在这里,何谈你今天能看到“博科园”发出来的这一篇篇让你痴迷让你陶醉的各科学学科文章呢?

No.2、感谢一个不对称的宇宙

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(2)

在一个完全对称的宇宙中,物质和反物质会全部湮灭。但在我们的宇宙中,物质占主导地位,预示着一种早期的基本不对称。图片版权:E. Siegel / Beyond The Galaxy

有各种重要的对称性,但是如果一切都完全对称的话,(正)物质和反物质就会完全相等。随着宇宙的冷却和膨胀,几乎全部湮灭掉了,只留下一个稀疏的粒子和反粒子,其密度不到今天宇宙的十亿分之一。但是相反,我们有一个充满了物质而不是反物质的宇宙,这就造成了所有的不同。这种不对称性是如何形成的仍然是一个谜,尽管有许多可能的结果。然而,宇宙是不对称的,是一种确定性,也是一种能使我们存在的确定性。

No.3、感谢原子

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(3)

由斯皮策太空望远镜拍摄并探测到麦哲伦云的空间中发现的一些原子和分子。图片版权:NASA / JPL-加州理工学院/ T。派尔(SSC / Caltech

原子是我们存在绝对必需的,有很多可能,稳定的构成重核。另外需要光,稳定和带相反电荷的粒子(电子),是形成世界上所有东西的基石。宇宙中的粒子冷却,收缩和结合在一起,形成这些原子,然后聚集在一起,演化产生我们今天所见和不见的宇宙结构。

No.4、感谢能将物质聚集在一起的引力

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(4)

这个插图展示了引力透镜的工作原理。一个大星系团的引力是如此之强,它会弯曲、照亮和扭曲后面的遥远星系的光。图片:NASA ESA L. Calcada

在大尺度上,引力创造出星系,星系团和伟大的宇宙网;在较小的尺度上创造了气体云,恒星,行星等等。作为四个基本自然力之一的引力最持续时间最长、最普遍的力——使我们的家和一切事物在一开始就形成了。没有引力,世界本身就不可能存在!

No.5、感谢在恒星核心发生的核聚变

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(5)

一个非常巨大的恒星在其整个生命周期中的解剖结构,当核心用完核燃料时,最终形成II型超新星。融合的最后阶段是硅燃烧,在超新星爆发之前,在核心内产生类似铁和铁元素。图片版权:Nicole Rager Fuller / NSF

恒星不仅给宇宙带来光明,而且充满了高能辐射,也使我们能够在元素周期表的基础上构建元素。最重的恒星在引力作用下形成的分子气云中,把氢燃烧成氦,氦转化成碳,再增加氧,氖,镁,硫,硅,甚至铁等重元素,钴和核心镍。宇宙中的大多数重元素,特别是氧和碳,正是以这种方式形成的。

No.6、感谢宇宙大灾难:超新星和中子星合并

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(6)

两颗合并中子星的艺术插图,涟漪时空网格代表碰撞中发出的引力波,而窄波束则是伽玛射线的射流,在引力波(被天文学家发现的伽玛射线检测到)后几秒钟射出。合并中子星形成了宇宙中的大多数超重元素。图片版权:NSF / LIGO /索诺玛州立大学/ A. Simonnet

这些宇宙中最大恒星的终极死亡爆炸制造了元素周期表上的元素。在仅仅几百万年之后,质量最大的恒星就会发生内爆,随之而来的失控聚变反应会摧毁恒星,将外层充满重元素的外层物质吹向星际空间。与此同时,可能成为中子星,双/多中子星合并,产生周期表中最重稳定元素的大部分。只要一个星系足够大,足够容纳这些物质,这些重元素被融入到未来的恒星和太阳系中——同样在此还得在此感谢引力的作用。

No.7、感谢宇宙的再循环

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(7)

欧洲航天局赫歇尔天文台观测新恒星形成区域的红外视图。图片版权:ESA / SPIRE / PACS / P.André(CEA Saclay)

要感谢宇宙有足够的时间和足够多的恒星,引力可以将它们拉回分子云中,分子云留在我们的银河系中,每隔一段时间就会崩溃,形成新的恒星。这些恒星形成的星云,充满了原始元素和恒星尸体的再循环材料,不仅产生了恒星,还产生了原行星盘,形成了熟知的气体巨行星和岩态行星等。如果这种物质被吹走了,及没有暗物质的话,它将会在非常小的星系中,甚至在我们的银河系中,那么就不会有岩态行星的太阳系。(附:我们的银河系有120亿岁了,这120亿年可谓风风雨雨的,同时银河系中心也有超大质量的黑洞)

No.8、感谢使地球成为可能的宇宙巧合

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(8)

这是一个年轻太阳系的Beta图,在它的形成过程中有点类似于太阳系。图片版权:Avi M. Mandell,NASA

在宇宙大爆炸92亿年后,一个拥有正确生命元素的岩石世界围绕着一个年轻的新生恒星而形成。这些成分不仅包括碳,氧,氮和氢,而且包括复杂的有机分子和大量的液态水。我们的太阳系从四个潜在的可居住的行星:金星,地球,忒亚和火星,忒亚已经消失——与地球相撞后形成月球。由于大气温室效应的失控,金星是一个地狱,而火星几乎完全失去了它的大气层并成为低温世界。只有地球仍然是一个潮湿的世界。

No.9、感谢我们这个世界独特的进化道路

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(9)

图为地球和太阳,与它们在40亿年前出现的情况没有什么不同。然而,每天甚至每小时的变化都可以告诉我们有关我们世界的近期环境和生态威胁的难以置信的信息。图片版权:美国宇航局/特里Virts

为了到达今天,我们应该反思我们的世界已经有了幸运的成功。感谢进化、感谢生命的坚强,以及它能挺过我们这个世界的所有潜在的灭绝事件。感谢植物,动物和真菌,并为了我们这个世界的生命走向繁荣而进行互动。感谢你整个DNA和你祖先的血统;没有它,你就不会有生存的机会,最后…

No.10、感谢今天

宇宙惊人的十大定律(感谢宇宙10大科学现象)(10)

大提顿国家公园的蛇河,自然界奇迹在整个宇宙中也是独一无二。图片:HD Desktop Wallpapers

在这个宇宙中,生命是短暂而有限的时间,但是这个短暂的时间在空间和时间上都是是我们想要的。感谢已经组合起来的原子和分子。感谢这一刻,感谢你们的信心,明天世界仍然在这里,与之在一起。感谢创造你的宇宙;这是我们所有人共同的故事,它以一种真正的宇宙方式将我们统一起来。无论如何,没有人能把我们带走,也没有人能改变这一切!


知识:科学无国界,博科园-科学科普

作者:Ethan Siegel(天体物理学家)

来自:Forbes science

编译:光量子

审校:博科园

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