导读
儿时，我们每当仰望天空时，凝视着一闪一闪的星星，不一会儿便入了迷，看着广阔无垠的深空，心里总会发出类似这样的疑问：这个世界究竟有多大啊？天空有多深呢？那边一颗星星怎么那么亮呀？如今，我们长大了，有些人，刻苦钻研于学习；有些人，奔波忙碌于工作；有些人，则是年近半百，为一个美好的家庭操心操力着。一样的是，我们都没有耐心再去探寻那些儿时未知的梦了！
在哈勃30周年来临之际，我决定写下这篇文章，献给我们曾经充满好奇的天文梦，用通俗易懂的语言，带您看看，我们现在了解的宇宙，究竟是什么样的？从宇宙观的视角看待人生。
来源：纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》
一、永恒不变的真理——物理定律
深夜仰望天空时，你会想到什么？
看过西游记的我们可能都会联想到：上有天庭，下有地府，中间有人间，认为三界各有各的法则。但是，牛顿出现了，他提出的万有引力定律，被宣称为历史上第一个适用于全宇宙的理论，并且真的解释了天体运行。
在外有引力作用下的天体运行
而到了十九世纪，物理学家们还发现：每个化学元素都有各自唯一的特征——光谱。也就是说，随便找一下气体，进行光谱分析，就能准确判断这里面含有哪些元素。知道了这一点，物理学家们都兴奋不已，立马分析了太阳的光谱，发现太阳也不是什么稀奇的玩意，和我们地球一样含有氢、碳、氧、氮等元素。正是这些了不起的发现，我们渐渐发现：宇宙其他地方物理定律和我们地球是一样的，一下打破了“三界”不同法则的幻想。
二、宇宙的起源
知道了物理定律是永恒不变的，那么，我们是如何靠物理定律推导出宇宙起源的呢？宇宙又是从何而来的呢？
1、物理定律的局限性
其实，我们已知的物理定律其实是有局限性的，那就是不能超过光速。在不断研究中，德国物理学家普朗克提出了量子学理论，并得出了物理定律有效的最短长度10（-35次方）米——普朗克长度，以及最短时间10（-43次方）秒——普朗克时间。（也就是说，在这两个最小范围之上，物理定律才起作用）
据此，物理学家们推算：在普朗克时间之前，物理学上的四种基本力（引力、强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用）是相互作用统一在一起的。
但是，从10（-43次方）秒开始，引力会脱离出来单独起作用。这时宇宙是个直径为10（-35次方）米的小点，但温度极其高；到10（-35次方）秒，强相互作用和弱电相互作用分开；之后弱点相互作用中的弱相互作用与电磁相互作用分开。
宇宙大爆炸
2、粒子的出现
到了10（-12次方）秒，宇宙中出现了粒子——夸克和轻子（电子就属于我们最熟悉的轻子），然而有趣的是，宇宙中既有夸克和电子，还同时存在反夸克和反电子。而早在2012年时，我们就知道了在如此高的温度条件下，夸克和电子都是可以自由运动的。这就难免会出现“碰头”的情况，他们一旦相撞，就会产生两个能量极高的光子，光子在宇宙的高温下又产生正反夸克和电子。
(ps:这个过程，其实就出现了问题，既然物质总是成对产生，成对消失，为什么我们现在的宇宙里全是物质，却没有反物质呢?这个问题，希望未来的科学家们能探索出答案。)
粒子间的碰撞
然而，出于某种无法理解的原因，物理学家们发现：每十亿对夸克和反夸克碰撞湮灭，会留下一个正夸克作为幸存者。所以说，今天我们每个人的存在，都是极其幸运的，幸运到什么程度呢？比如：把我们每个人比作一个夸克，那么，全中国大概只有1个人能幸存下来。
3、重子的产生
到了10（-8次方）秒，宇宙就膨胀到了太阳系那么大了，随着变大，温度也逐步下降，夸克也不能那么自由了，它们被三个一组束缚在一起，形成“重子”（质子和中子），同时正反质子/中子还是会接着“碰头”产生光子，光子又产生正反质子/中子。而正质子与光子的幸存率依旧是十亿分之一。
到了一秒的时候，宇宙就有几光年（1光年≈9.46万亿公里）那么大了，温度则继续降低，低温导致质子中子被结合为原子核，其中90％为氢原子核，10％为氦原子核，其它的基本可以忽略不计。但这时候原子核碰撞产生的光子，由于温度不够，只能产生正反电子。但还是依照十亿分之一的幸存率，留下了无数的电子。
来源：纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》——创生之柱
4、恒星的组成——原子
在38万年后，温度进一步降低，导致所有电子都被原子核所吸引，形成了氢原子和氦原子等。直至10亿年，这些原子会在引力作用下结合为恒星，几千亿颗恒星又组成了一个星系，这个时候，宇宙已经有了千亿个星系了。
来源：纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》——土星
到这里，您可能会有疑问了：这么说宇宙中应该大部分都是氢和氦组成的了，元素周期表上那么多其他元素怎么来的呢？
物理学家的解释是：有些恒星，比太阳还要大数十倍，在高温高压下，会产生更重的元素，最终导致爆炸，从而使得这些重元素传播到了宇宙的各个角落。
5、太阳的由来
过了90亿年，在宇宙中不起眼的地方，产生了一个不起眼的恒星——太阳。它也确实很会“挑位置”，正好处在了有极其多重元素构成的气体中，正是依靠这些气体，在引力作用下，逐渐凝聚，成就了一颗太阳。
太阳
6、生命的奇迹
而有这样一颗恒星:它在离太阳不远不近的位置，温度不高不低正合适，使得液态水成为可能。它就是地球。经历了无数的机缘巧合，最终，还孕育出了生命，经过漫长的生物演化，才造就了最终形态的你！现在看来，我们存在已经不单单是幸运了，从原子的产生便要经历重重十亿分之一的微小幸存率，再到构成我们身体的每一个原子，我们不得不感叹生命的奇迹！
哈勃望远镜与地球
三、这个宇宙，没有义务让我们理解
我们知道，在宇宙诞生38万年后才产生了原子，而在此前，由于温度过高，光子随时会被电子撞击，根本无法被我们探测到。而原子诞生后，随着宇宙的膨胀，光子能量降低，变成了我们可以探测的微波，才使得我们足以依此探究宇宙的起源。由此我们发现了宇宙微波背景辐射——宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。
而这一发现，早在1948年，就被物理学家们依靠三个理论推算出“宇宙微波背景辐射”温度为5k(-268.15℃）。
三个理论分别是：1916年爱因斯坦提出的广义相对论；1929年哈勃发现宇宙正在膨胀；二战前后，美国为搞原子弹的曼哈顿计划中一系列原子物理实验结果。
宇宙膨胀
到了1964年，两个贝尔实验室工程师偶然测量出了“宇宙微波背景辐射”温度为2.72k(-270.43℃)，这一结果，虽然和当初理论推导的差了近一倍，但是，16年前他们只是通过理论就推导出了较为近似的宇宙的起源遗迹。正是这种不断探索求知的精神，使我们不断接近于真理。
我们甚至可以想象，如果当初没有发现光谱能看出元素、没有发现物质定律可以用于宇宙、没有测到“宇宙微波背景辐射”，那么也就没有我们如今对宇宙的了解。正如天体物理学家——尼尔·德格拉斯·泰森所说：“这个宇宙根本没有义务让你理解。”
哈勃观测到的遥远星系——宇宙之眼
结语
对于天文学的突破性研究，我们还是要感谢哈勃空间望远镜的，没有他的观测，我们的认识，永远只能停滞于模糊的理论，2020年4月24日，便迎来了它30周年纪念日，对此，西瓜视频首发纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》已经上映，感兴趣的朋友可以头条搜索进行观看，体验绝无仅有的宇宙奇观。
哈勃超深空视场——宇宙全景
最后，谈谈我自己的关于宇宙观的一些认知：对于宇宙的探索，科学家们一直都是孜孜不倦的，但随着深入的发现，我们越发觉得自身的渺小，却也越发觉得自己是如此的幸运，这种矛盾，教导着我们：需要有一种长远思维的宇宙观，一生有永远探知不完奥秘，以谦卑的态度，面对生活，面对朋友，面对每一个人！
我是夜深，如果您对生活有种种问题，就关注我吧！这里有你最想知道的生活科普！
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