罗杰·布里格斯是《文明之旅:我们如何到达这里的科学》 (柯林斯基金会出版社,2013年)的作者。在他的书中,他以科学证据和怀疑论为基础,提出了宇宙、地球、生命和人类的新创造故事。布里格斯为 LiveScience的专家之声:Op-Ed&Insights 发表了这篇文章。
现代科学的一个无法预知的成就是,它现在可以为人类提供一个连贯的起源故事,这在几十年前是不可能的。随着天体物理学、进化生物学、分子遗传学、地质学和古人类学的新发现,从大爆炸开始出现了一个连续的故事。这既是人类所蕴含的新宇宙论,又是科学的盛大之旅。下面是按照时间顺序排列的10大起源故事。
一、大闪光:宇宙背景辐射的起源。当宇宙大约38万年时,它已经冷却到大约3000K,这足够冷却以使电子附着在原子核上并以高激发态形成原子物质。这在可见光范围(典型的激发原子)附近产生了大量光子,这些光子充满了早期的宇宙。随着宇宙和空间本身的扩展,这种光的波长被拉伸到微波范围内,成为Penzias和Wilson 1964年无意中发现的宇宙微波背景(CMB)。
乔治·加莫曾预测,大爆炸应该产生这样的背景辐射,中巴成为支持宇宙爆炸理论的第一批证据之一。自那时以来,利用天基仪器如COBE,WMAP和现在的普朗克航天器对CMB进行的研究仍然是有关早期宇宙和最深结构的丰富信息源。
二、黑暗时代的终结:第一颗星诞生了。在宇宙大爆炸之后大约4亿年的扩张之后,宇宙足够凉爽,以便引力将氢气云聚集成恒星,首次点燃核聚变。来自第一批恒星的巨大辐射标志着黑暗时代的结束,并且电离了附近的氢气云。这种再电离是第一颗恒星的指纹,可以在类星体的光谱特征,CMB的极化和氢的21厘米发射线中看到。
第一颗恒星的诞生标志着宇宙生命中的一个转折点:从这里起,宇宙呈现出我们今天看到的特征,星系中充满了被行星系统包围的恒星。明星在宇宙中执行一些最重要的工作:他们制造比氢更重的元素,他们创造行星作为他们自己编队的一部分,他们为这些行星提供能量,就像我们自己的太阳为我们做的那样。
三、太阳系形成:不寻常还是不合?像太阳这样的黄色,G级恒星在整个宇宙中都是一毛钱,但其中只有一小部分存在为单恒星,并包含像我们的太阳那样的所有92种自然发生的元素。天文学家现在有来自外行星研究的有力证据表明,几乎所有的恒星都将行星系统形成为自己地层的自然部分,这与目前恒星形成的理论是一致的。但到目前为止,观测到的大多数行星系统似乎都是古怪而不适合人类活动的 - 例如,木星的尺寸比水星绕太阳运行的距离要近得多,或者五个行星被装入比水星轨道更小的空间。天文学家还没有看到一个像我们自己一样整齐排列的太阳系,它拥有一个位于液态水和生命的甜蜜地点的岩石。