我们身上都印刻着宇宙的历史

2022-05-31 06:48郑春顺
飞碟探索 2022年2期
关键词:氢原子球体天文台

在很多地方,寂靜会带来极为特殊的体验。天文台绝对属于其中之一。

夜幕降临后,确保仪器正常运转的技术团队结束白天的工作下山去,只留下天文学家独自在山顶徘徊,捕捉潺潺流淌的天外来光,聆听静谧的天空。

在世界各地的天文台奔波,我有机会聆听各式各样的夜的静默。最摄人心魄的是沙漠中的寂静。

那是在基特峰国家天文台,它坐落在海拔2000多米的高山之巅,而高山周围是亚利桑那沙漠。沙漠一望无际,更加使人体验到空间的无限。康德曾说:“夜晚是崇高的,白天是美好的。”夜晚之所以崇高,是因为它让我们的感觉更加敏锐,得以与宇宙相连相通。

现代天文物理学指出了人与宇宙的紧密联系:恒星的尘埃塑造了我们,也塑造了所有生命,更塑造了我们周围的整个物质世界。

宇宙形成之初的大爆炸产生了无数原子,随后形成的恒星又不断孕育出新的原子。正是这些原子塑造了你和我,以及每个人。

氢原子和氦原子是自然界中最轻的两种原子,却占了宇宙普通物质总质量的98%。这两种原子在大爆炸之后的3分钟之内就形成了。但刚刚诞生的宇宙还没有能力制造更重、更复杂的原子,因为宇宙不断地膨胀,制作原子的原料(质子和中子)弥散开来,离得越来越远,没有机会相互碰撞,更没有机会彼此融合。如果宇宙保持了当时的状态,今天我们就不会坐下来讨论这些问题了。

DNA承载了生命的遗传密码,形成它的双螺旋结构需要更复杂的粒子,我们大脑中几万亿个神经元也是一样,只靠氢原子和氦原子是远远不够的。于是宇宙创造了恒星:大爆炸后又过了几亿年,巨大的气态球体横空出世。这些球体的核心密度大、温度高,质子和中子在那里融为一体,产生更复杂的化学元素,比如碳、氧和氮;这三者加上氢,就成了我们身体中最重要的4种元素,人体元素总量的90%以上都是这4种元素。我们健康生活所需的其他必要元素有些也在这个时候成型,比如钠、镁和钙。

不过,恒星靠一己之力并不能制造出一整套元素周期表中的原子,比铁更重的元素它也无能为力。这个重任就交给了超新星。某些比太阳至少重10倍的恒星在死亡之时会产生剧烈的爆炸,在短短几天的时间里释放出的能量相当于一个拥有几万亿颗恒星的星系所蕴含的能量的总和。在这场痛苦的大爆炸里,又有60多种新元素诞生。比如金和银,奢侈与财富的绝佳伴侣;比如温度计中的水银;又比如原子弹的原料铀。

我们每个人都有着同样的宇宙家谱图,可以回溯到大约138亿年前的那次大爆炸。草原上奔跑的雄狮是我们的兄弟,原野上盛开的薰衣草是我们的表亲,我们身上都印刻着宇宙的历史。

本文内容摘编自《一个天文学家的夜空漫游指南》一书,郑春顺著,单志斌译,中信出版社,2019年7月

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