人最喜歡問的問題是:我從哪里來?
最沒法解答的問題也是“我從哪里來”。
因為,人連自己的家從哪里來也沒搞清,沒有家哪有我啊!
宇宙大爆炸
聽到過一件新鮮事沒有?在瑞士和法國邊境,有一個歐洲核子研究中心的地下實驗室,它啟動了當(dāng)今世界最大的大型強(qiáng)子對撞機(jī)。有人說,這讓我們有可能知道家從哪里來;有人說,這可能要把我們現(xiàn)在的家——地球毀滅掉!
這個對撞機(jī)要干什么?它要模擬宇宙大爆炸!
人一直在想:宇宙是從哪里來的?因為地球是宇宙的一部分,雖然,只相當(dāng)于宇宙中的一粒灰塵,但畢竟也是宇宙大家庭中的一員啊!只有弄清了“家庭”的來源,才能明白自己是怎樣“出生”的呀!
科學(xué)家拿起各種越來越先進(jìn)的“武器”,對準(zhǔn)地球以外的地方,觀察呀、計算呀。
地球?qū)儆谔栂?,太陽系又屬于銀河系,就好比你屬于第一小隊,第一小隊又屬于第一中隊那樣。
在銀河系以外,還有千千萬萬個像銀河系那樣的河外星系??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),那些遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們而去,離我們越遠(yuǎn)的星系,飛奔的速度越快。這些星系當(dāng)然都屬于宇宙啦。它們飛快地奔向四面八方,那么這個宇宙就是在不斷地膨脹啊!
科學(xué)家想,如果把這些向四面八方飛奔的星系運動倒過來看,它們可能當(dāng)初是從同一源頭發(fā)射出去的呢,那么,是不是在最初發(fā)生過一次難以想象的宇宙大爆炸呢?
后來又觀測到了許多現(xiàn)象,似乎都在證明,整個宇宙最初聚集在一個“火球”中,大約在150億年前,發(fā)生了大爆炸,“碎片”向四面八方散開,形成了我們現(xiàn)在看到的宇宙。
為什么會爆炸呢?有科學(xué)家說,“火球”的“身體”很緊密,能量巨大,它不斷地向各個方向迅速膨脹。隨著膨脹,溫度和緊密度逐漸下降,降低到一定程度,這個火球就發(fā)生了劇烈的爆炸。
“能量”是一個物理學(xué)用的詞匯,你上了中學(xué)就學(xué)到了。其實,你無時無刻不在與能量打交道。
大體來說,能量表示物體做功能力的大小。
比如,你也是一個“物體”;當(dāng)你用力把桌子移到一邊時,你就做了功。
大爆炸以后,那些“碎片”不斷聚集,逐漸形成今天宇宙中的各種天體,比如星系團(tuán)、星系、恒星、行星、衛(wèi)星等,人類就在這一宇宙演變中誕生了。
宇宙
宇宙里面到底有些什么?
衛(wèi)星:本身不發(fā)光,圍繞行星旋轉(zhuǎn)的星球。比如月亮圍繞地球旋轉(zhuǎn)。
行星:本身不發(fā)光,一邊自己轉(zhuǎn)一邊圍繞著恒星轉(zhuǎn)的星球。比如我們的地球,還有水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星,它們一邊自己轉(zhuǎn)一邊圍繞著太陽轉(zhuǎn)。
恒星:本身能發(fā)光發(fā)熱的星球,比如太陽。
星系:由千百億顆恒星以及分布在它們之間的星際氣體、宇宙塵埃等構(gòu)成,占據(jù)了成千上萬億光年的空間,比如銀河系。
光年:如同米,厘米是表示長度的單位那樣,光年是表示“距離”的單位,指的是光一年所“走”的路程的長短,1光年約等于94605億公里。
星系團(tuán):上千個以上的星系構(gòu)成的大集團(tuán)。
除此之外,還有一種像云霧似的天體,稱為星云。星云由極其稀薄的氣體和塵埃組成,形狀很不規(guī)則,如有名的獵戶座星云。
黑洞
有人擔(dān)心對撞機(jī)實驗會毀滅地球,也不是故意要為難這個實驗,因為他們擔(dān)心對撞機(jī)會產(chǎn)生“黑洞”,黑洞會把地球吞沒。
原來,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),宇宙中還有一些巨大的“吸塵器”,它們具有特別強(qiáng)大的引力,能夠把接近它的任何東西都吸進(jìn)去,比如破碎的星體、星際灰塵和氣體等,甚至連光都一起“吃掉”,所以他們認(rèn)為,在黑洞附近的任何東西都會被撕成碎片、被吞噬!
雖然大家從來沒有看到過黑洞,但根據(jù)黑洞理論,有科學(xué)家計算出,銀河系中心也存在著一個巨型黑洞,奇怪的是,黑洞的周圍還存在著一些非常年輕的巨大恒星,還好好地生長著!
時間機(jī)器
宇宙大爆炸和黑洞理論,至今仍只是科學(xué)上的“假說”——假定的說明,等待證明的理論??茖W(xué)家就是想通過實驗揭開這些科學(xué)之謎。
多年來,中外科學(xué)家一直在合作建造能量更高的加速器,來模擬宇宙初期的樣子。這些研究耗資巨大,一個國家無法獨立完成,往往采取多國合作的方式。大型強(qiáng)子對撞機(jī)是其中的一個,歷時十多年,匯集了80個國家和地區(qū)的7000多名科學(xué)家,其中包括中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等單位的科學(xué)家,終于,在今年9月10日15時30分啟動實驗。
我們會不時地看到什么粒子、強(qiáng)子等詞兒,好像很深奧哦,它們到底是什么?
在我們的世界里,除了人頭腦里的感覺、想法以外,其余的東西都是“物質(zhì)”。
一本書是由紙張和印刷的油墨、裝訂線等組成的,一支鉛筆是木材和石墨等東西組成的。那么紙張、油墨、裝訂線、木材、石墨又是什么組成的呢?如果說紙張是由纖維、填料、膠料和色料等組成的,那么纖維、填料、膠料和色料又是什么組成的呢……
人要搞清自己從哪里來、家從哪里來,必須要知道所有物質(zhì)最初是什么模樣,于是,逐漸逐漸細(xì)分下去,發(fā)現(xiàn)有一個最小的組成單元,叫“粒子”(不過,現(xiàn)在知道,粒子還不能算“最小”呢),粒子又分為強(qiáng)子、輕子和光子等。其他的什么離子啊、質(zhì)子啊、中子啊等等,都是跟它們有關(guān)的。
這個大型強(qiáng)子對撞器,坐落在瑞士和法國邊界山脈100多米的地底下,安裝在環(huán)形隧道上,有一種特別的磁鐵,會把質(zhì)子和離子加速到接近光速,然后相撞,爆發(fā)相當(dāng)10萬倍太陽溫度的超級高溫——這一刻,就像宇宙大爆炸之后,釋放大量能量和粒子,冷卻后形成組成物質(zhì)的質(zhì)子和中子。
這個實驗還有一個目的,就是能否利用它進(jìn)行“時光旅行”,所以,大型強(qiáng)子對撞機(jī)也叫做“時間機(jī)器”。
從發(fā)現(xiàn)一個新的科學(xué)現(xiàn)象到能用來為人類造福,往往需要比較長久的時間。比如半導(dǎo)體現(xiàn)象在19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)了,但直到20世紀(jì),才根據(jù)半導(dǎo)體現(xiàn)象造出了收音機(jī)、電視機(jī)等。
不要著急,也許真有一天,我們能乘坐“時間機(jī)器”進(jìn)行“時光旅行”呢!