1、探索宇宙起源之謎我們是坐在一次有控制、有目的爆炸內(nèi)的乘客，就像那些微生物一樣，坐在一塊正在爆炸的手榴彈的彈片上。宇宙中的所有物質(zhì)和能量，即使是時(shí)空，都形成于一瞬間。但那絕不是一次毫無秩序的爆炸，最初，似乎還相當(dāng)有節(jié)奏，相當(dāng)協(xié)調(diào)，似乎已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，對(duì)我們和我們的星球都有利。現(xiàn)在我們對(duì)太空、地球以及影響他們的力量的了解，要比我們所有的先輩都多得多。隨著新的發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)，我們的幻想也在不斷的增長。天文學(xué)家休.羅斯將帶領(lǐng)我們暢游宇宙，我們將在時(shí)空之間穿梭，感受我們周圍奇妙的力量和復(fù)雜精妙的構(gòu)造，而且我們會(huì)對(duì)宇宙的發(fā)展，和我們?cè)谟钪嬷械淖饔茫约斑@方面的理論研究，有一個(gè)清晰的了解。這就是我們本片的目的。

2、從我小的時(shí)候，我就想更多的了解星星和宇宙，更進(jìn)一步的了解它們，解開它們的秘密，奇怪的是星光和銀河的光可以幫助我們解開宇宙的奧秘。這是開可望遠(yuǎn)鏡，是世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。這兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡一起的觀測(cè)范圍是帕洛瑪攝電望遠(yuǎn)鏡的八倍，是哈勃天文望遠(yuǎn)鏡的三十多倍。開可望遠(yuǎn)鏡有36個(gè)獨(dú)立運(yùn)作的小鏡子，計(jì)算機(jī)能夠控制這些小鏡子同步工作，從而形成了一個(gè)巨大的口徑為四百英寸的望遠(yuǎn)鏡，這種望遠(yuǎn)鏡能精確探測(cè)到分子的程度。利用這種光感設(shè)備和無線電波收集設(shè)備，我們可以探測(cè)到宇宙的邊界，幾十億光年之外的宇宙，但是當(dāng)我們穿透太空的同時(shí)，我們也在追溯時(shí)間，這就是天文學(xué)在所有學(xué)科中為何如此獨(dú)特，因?yàn)檠芯坑钪嬉簿褪窃谟^察過去。實(shí)際上

3、天文學(xué)家總是觀測(cè)過去，光波、無線電波和其它各種電磁波好像同時(shí)射向我們，然而實(shí)際并非如此。會(huì)有這種假象是因?yàn)樗鼈儌鞑サ乃俣忍炝恕９鈧鞑サ乃俣仁敲棵?8萬6千英里，一秒鐘可以繞地球七圈半。當(dāng)我們看著9千3百萬之外的太陽時(shí)，其實(shí)我們看到的是太陽光8分鐘前離開太陽時(shí)太陽的樣子。同樣我們看月亮?xí)r，我們所看到的也是兩秒鐘之前的樣子。我們仰望星空時(shí)，看到的也是它們幾千幾百萬甚至是幾十億年前的樣子，距離越遠(yuǎn)的天體，它的光穿越太空需要的時(shí)間就越長。光傳播一年大約要走6萬億英里，我們稱之為一光年。光年的概念是表示遠(yuǎn)距離的一個(gè)很方便的單位。天文學(xué)家測(cè)量的最遠(yuǎn)的星系大約在130億光年之外，也就是說那些星系發(fā)出的光要

4、花費(fèi)130億光年才能夠到達(dá)地球，當(dāng)我們看著這些星系時(shí)，我們看到的是它130億年前的樣子 ，宇宙中黎明回轉(zhuǎn)的距離是有限的，但也是遙遠(yuǎn)的，那么讓我們用一種可操縱或者說是可想象的距離標(biāo)準(zhǔn)來衡量一下吧，讓我們把這個(gè)距離和西雅圖的太空針?biāo)图~約市的帝國大廈之間的距離來做個(gè)對(duì)比，大約是2500英里。太空針?biāo)淼氖俏覀儸F(xiàn)在在時(shí)間上的位置，而帝國大廈代表的是時(shí)間的起點(diǎn)。我們穿越時(shí)空檢驗(yàn)從這個(gè)路標(biāo)到另外一個(gè)路標(biāo)，穿越國家的疆圖上走過的進(jìn)程。時(shí)間機(jī)器就是一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，我們將回到過去，直接回到萬物起源的那一刻，大概是140億年之前。當(dāng)我們穿越時(shí)間機(jī)器回到過去，我們要探索沿路的風(fēng)光，探索這個(gè)問題的答案，地球是一個(gè)普通

5、的星球，或許是許多甚至是幾千生命載體之一，或者它是一個(gè)只適合人類的獨(dú)特的星球。現(xiàn)在讓我們準(zhǔn)備開始我們的時(shí)間之旅吧。先看看我們?cè)谔罩凶罱泥従樱墓鈨擅腌娋湍艿竭_(dá)地球，這就是月球。月球長期以來都令天文學(xué)家相當(dāng)迷惑，它和地球的關(guān)系如此密切，以至于地球和月球經(jīng)常被劃分為一個(gè)雙星體系。但是通過對(duì)重力的研究表明，在距離太陽如此之近的情況下，單一的大氣和層云是不能形成這樣的雙星行星的。那么月球一定是后來經(jīng)過某些不同尋常的過程形成的，對(duì)月球的探索使我們確認(rèn)，月球上的巖石和地球上的巖石在化學(xué)構(gòu)成上是不同的。通過對(duì)月球巖石輻射性衰變的研究，研究者發(fā)現(xiàn)月球?qū)嶋H上要比地球晚一億年。二十世紀(jì)九十年代，曾經(jīng)有一套解

6、釋月球存在的理論，在科學(xué)界獲得了一致認(rèn)同。根據(jù)這套理論，大約四十五億年前左右，一個(gè)類似火星大小的星體墜毀形成了地球。它墜毀的速度很快，每小時(shí)超過了二十萬英里。這個(gè)星體的大部分物質(zhì)被地球吸收，但是這次碰撞，也在地球周圍形成了一圈厚厚的星云和巖石碎片，同時(shí)重力把這些巖石碎片聚集成了一個(gè)實(shí)體月球。與此同時(shí)，地球失去了完整的大氣層，從地殼中釋放的氣體形成了一層新的、很薄的大氣層。這樣一場(chǎng)碰撞看起來似乎是一場(chǎng)災(zāi)難，但據(jù)考證恰好相反，這一碰撞使地球發(fā)生了一些變化。而且是最終使這個(gè)星球適合生命的生存。這種有利于人類的碰撞發(fā)生的幾率是令人驚異的，一個(gè)星球與地球的相撞，需要有合適的體積，以合適的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，在合適

7、的角度發(fā)生碰撞，有合適的物質(zhì)構(gòu)成，而且還要在地球發(fā)展到合適的階段發(fā)生。如果這些因素中的任何一個(gè)有百分之幾的偏差，地球今天就會(huì)是荒蕪貧瘠的。如果這種碰撞沒有發(fā)生，那么地球的大氣層就會(huì)比現(xiàn)在沉重得多，甚至比我們的鄰居金星的還要重。金星充滿二氧化碳的大氣層會(huì)立即殺死所有的生命。地球在碰撞中額外獲得的陸地，以及大氣層的變化使地球上的水能夠以三種狀態(tài)存在。其中一種就是冰，液態(tài)水和水蒸氣，而且水量巨大，足以能夠形成一個(gè)水循環(huán)。而且我們知道，水的循環(huán)是生命能夠生存和存在的基本條件。除了月球和偶爾出現(xiàn)的小行星之外，地球最近的鄰居，就是它和太陽之間的水星和金星，以及它們外圍的火星。我們最近的鄰居金星就像水星一樣

8、離太陽非常近，太陽的重力在它的運(yùn)轉(zhuǎn)中起著一個(gè)剎車的作用。金星旋轉(zhuǎn)一周，按照地球的日算起來大約需要二百四十四天。現(xiàn)在我們的星球旋轉(zhuǎn)速度要比剛出現(xiàn)時(shí)慢多了，大約是那時(shí)速度的四分之一。科學(xué)家們相信，地球旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生一點(diǎn)基本的變化，都會(huì)影響地球上的生命。水星和月球一樣只有一層薄薄的大氣層。因此，由于實(shí)際上沒有發(fā)生過任何侵蝕現(xiàn)象，水星古老的特征還依然保存著，那就是，那些遠(yuǎn)古時(shí)被小行星和彗星碰撞留下的疤痕。流星劃過水星留下的地貌，為我們證實(shí)了，這個(gè)星球內(nèi)部的早期歷史中，曾經(jīng)有一段時(shí)間，遭到流星和彗星的強(qiáng)烈撞擊。這次沉重的撞擊，不止發(fā)生在水星上面，而且也發(fā)生在金星、火星和月球上。同樣，原始時(shí)期的地球，也未能

9、幸免于這次碰撞，因?yàn)榈厍虻捏w積是如此的龐大。這次強(qiáng)烈的碰撞，是由于熾熱的情況導(dǎo)致。熱得足以蒸發(fā)地球上的海洋，足以融化地殼。很顯然，那時(shí)候是不可能有生命存在的。幾十年來科學(xué)家已經(jīng)形成了一套理論，他們認(rèn)為地球上的生命是許多無生命的、名為原始湯的分子自然生成的，那個(gè)過程大概需要幾十億年。但是現(xiàn)在的研究表明，生命誕生的很快，是在最后一次碰撞后幾百萬年內(nèi)出現(xiàn)的。除此之外，并沒有任何證據(jù)表明原始湯曾經(jīng)存在過。如果說有的話，我們應(yīng)該能在遠(yuǎn)古時(shí)期形成的一些碳化合物，如油源和石墨中，有一些殘留的原始湯。據(jù)證明，地球上的所有碳物質(zhì)都由后緣物質(zhì)形成，那個(gè)時(shí)候，生命已經(jīng)誕生了。時(shí)間短的不足，以及一直沒有發(fā)現(xiàn)前緣物質(zhì)，

10、一些科學(xué)家把解決生命起源的答案投向了太空。他們向上看，不是說在尋找某些超自然的原因，而是在尋找其他把生命的種子散播到地球上的來源，生命有沒有可能是誕生在靠近我們的星球上呢？后來又被傳送到地球上的呢？現(xiàn)在許多科學(xué)家開始把眼光投向其他星球，來找尋證據(jù)來支持這一想法，但是即使我們?cè)谄渌乔蛏险业搅松覀冇秩绾蔚弥切┥莵碜院翁幠兀课覀冇衷跄軘喽ǎ切┰谖覀冟徑乔蛏习l(fā)現(xiàn)的生命不是在地球上豐富的生命搬遷到那里的呢？地球遍布生命，在火星上發(fā)現(xiàn)生命跡象只是一個(gè)遲早的問題，許多科學(xué)家斷言這毫無疑問地證明了那里的生命是自然進(jìn)化的結(jié)果，可是有個(gè)簡單的測(cè)試可以表明那里的生命來源于地球，那些生命所有的DNA

11、結(jié)構(gòu)都有著一致的復(fù)雜信號(hào)或者說是序列，這些信號(hào)遺傳自他之前的生命，如果火星上發(fā)現(xiàn)生命的DNA特征和地球上生命的一樣，那么在邏輯上就只能得出一種結(jié)論，那就是火星上的那些生命，他們是來自于地球的。就像小星星和火星相撞，會(huì)把火星上的巖石送到地球上一樣，那么地球上發(fā)生的多次碰撞也可以把地球上的巖石送到火星和太陽系的其他星球上了。除了地球之外，火星上是最有可能存在地球生命的，雖然它的環(huán)境并不是很適宜的，火星很干燥，大氣層很薄，重力很小。在火星上，一滴水可以在一秒鐘之內(nèi)蒸發(fā)干凈。輻射，強(qiáng)烈的暴風(fēng)雪，不穩(wěn)定的軸和運(yùn)行軌道，以及比南極溫度還低的寒冷溫度，這些都意味著生命不可能在那里生存，至少不能長時(shí)間生存。幾

12、十億年輕，火星的氣候要比現(xiàn)在溫暖濕潤得多，科學(xué)家們據(jù)此認(rèn)為火星上可能存在菌類植物，然而早期火星上的化學(xué)環(huán)境要比地球貧瘠得多，這樣看來生命是不可能在那樣的環(huán)境起源誕生的。我們旅行的下一站是巨大的星球木星，木星離我們要比火星遠(yuǎn)十倍的距離。木星距離地球4億英里。我們現(xiàn)在已穿越了從太空真塔到帝國大廈整個(gè)旅程百萬分之一。木星和地球的距離是40光分，也就是說木星的光到達(dá)地球的時(shí)候要花費(fèi)40分鐘。木星質(zhì)量非常龐大，它的重量大約是太陽系中其它星球兩個(gè)半的重量。 在木星濃密的大氣層上方，我們看到的是大紅斑地區(qū)，那里的颶風(fēng)以每小時(shí)2千英里的速度呼嘯了幾個(gè)世紀(jì)。有些科學(xué)家認(rèn)為那個(gè)紅斑地帶的直徑是地球的4倍。木星的十

13、幾個(gè)衛(wèi)星中，科學(xué)家密切研究關(guān)注的是木星1、木衛(wèi)2和木衛(wèi)3，他們每個(gè)都比地球的衛(wèi)星月球要大得多和安靜得多。一些天文學(xué)家認(rèn)為，木衛(wèi)2有可能有地下液體水，而且可能存在水生菌類生命，科學(xué)家稱木衛(wèi)2是最有可能存在生命，因?yàn)樗侨绱说闹匾５墙趯?duì)木衛(wèi)2表面上的蛋殼的研究表明，它的冰蓋至少有12英里厚，那么厚的冰蓋就阻止了氧化劑進(jìn)入地下有可能存在的海洋。而沒有氧化劑就沒有生成代謝，沒有新成代謝木衛(wèi)2上就不可能存在生命，而且撇開什么狀況下的水中可以產(chǎn)生生命不談，我們應(yīng)該了解生命要是能存在其中的話，水是必須具備200多種特性中的一種特殊的特性。20世紀(jì)90年代的研究人員試圖探尋木星的神秘，比如說光線穿透那些

14、厚厚的云層要到達(dá)多少度，這個(gè)星球是不是有一個(gè)巖石地核，或者說只有密度超濃密的冰洞氣體層。在研究的過程中他們木星對(duì)地球的重要性，木星的位置和形狀使地球免于和其它星體相撞，這個(gè)星球離地球之近以及它的體型之龐大，都使那些極有可能和地球相撞的正在運(yùn)轉(zhuǎn)的彗星和小行星發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有時(shí)木星本身承受這種撞擊，就像1994年和 休美伊.里瓦克9號(hào)彗星相撞就是如此，雖然每個(gè)休美伊.里瓦克9號(hào)彗星的碎片都比曼哈頓島還要小，但是21個(gè)這樣的碎片形成的火球要有1萬多英里 高 ，在木星大氣層形成了地球那么大小的撞傷，所有能夠繁衍生命的星球，都需要有一個(gè)像木星那么大小的護(hù)衛(wèi)。是它們免于和彗星相撞遭受毀滅的結(jié)局。木星的大小和位

15、置對(duì)地球生命相當(dāng)重要還有另外一個(gè)原因，如果木星再大一點(diǎn)，或者離地球再近一點(diǎn)，它的重力就會(huì)給地球的運(yùn)行造成致命的破壞，木星的位置和大小正好適合于它保護(hù)者的角色。離地球再向前四十公分后，我們就到達(dá)了另外一個(gè)巨大的星球土星，土星的質(zhì)量只有木星的三分之一，除了木星之外，它比其它行星都有要重好幾倍，一千個(gè)地球的體積，才相當(dāng)于一個(gè)土星的大小。土衛(wèi)六是土星較大的衛(wèi)星，據(jù)說是另一顆有可能存在生命的星球，除了地球之外，土衛(wèi)六是太陽系中唯一一顆有著重要大氣層的星球，這層大氣層中，含有濃度很高的氮?dú)猓恍业氖峭列l(wèi)六上沒有氨氣，只有少量的水和其他一些氧的化合物，沒有這些關(guān)鍵的因素，生命分子是不能化和形成的。我們是坐在

16、一次有控制、有目的爆炸里的乘客。就像那些微生物一樣，坐在一塊正在爆炸的手榴彈的彈片上。宇宙中的所有物質(zhì)和能量，即使是時(shí)空，都形成于一瞬間。但那絕對(duì)不是一次毫無秩序的爆炸。最初，似乎還相當(dāng)有節(jié)奏、相當(dāng)協(xié)調(diào)。似乎已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，對(duì)我們和我們的星球都有利。現(xiàn)在，我們對(duì)太空、地球，以及影響它們的力量的了解，要比我們所有的先輩，都多得多。隨著新的發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)，我們的幻想也在不斷地增長。天文學(xué)家 休羅斯 ，將帶領(lǐng)我們暢游宇宙，我們將在時(shí)空之間穿梭，感受我們周圍奇妙的力量和復(fù)雜精妙的構(gòu)造。而且，我們會(huì)對(duì)宇宙的發(fā)展和我們?cè)谟钪嬷械淖饔茫约斑@方面的理論研究，有一個(gè)清晰的了解。這就是，我們本片的目的。 海王星比天

17、王星要稍微大一點(diǎn)兒，有一個(gè)大大的暗斑，很像木星上常年盛行颶風(fēng)的大紅斑地帶。海王星最大的衛(wèi)星-海衛(wèi)1，運(yùn)行的方向和海王星正好相反。由此，我們斷定：海衛(wèi)1是在海王星形成過程中被俘獲的。光線從地球到海王星，要花費(fèi)四個(gè)小時(shí)。在海王星表面看到的天空中的太陽，只是一個(gè)明亮的點(diǎn)。海王星非常寒冷。那里的氨和氮，會(huì)呈液態(tài)。而且，汽油會(huì)凝固。這四個(gè)巨大的氣體星球，木星、土星、天王星和海王星，圍繞太陽，幾乎在一個(gè)平面的運(yùn)行軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)。這和太陽系之外的氣體星球是截然不同的。它們和自己的恒星靠得很近，或者是有一個(gè)橢圓的或非水平的運(yùn)行軌道。即使稍稍偏離它們固定的軌道。這樣，也會(huì)給地球上的生命帶來毀滅性的災(zāi)難。離地球6光時(shí)

18、遠(yuǎn)，就到了冥王星和它的衛(wèi)星查龍。冥王星是太陽系中最小的星體，比地球的衛(wèi)星月球還要小。主要構(gòu)成是冰。冥王星的衛(wèi)星查龍，比冥王星的一半還要小。除了這些冰構(gòu)成的星體之外，還有一些小的星球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。在結(jié)束太陽系之旅前，我們到達(dá)了最后一站-一片廣闊的類固醇和彗星分布的區(qū)域。這個(gè)內(nèi)部的環(huán)帶，人們稱之為-庫伯帶。這些密布的小行星，對(duì)冥王星的運(yùn)轉(zhuǎn)起到了穩(wěn)定的作用。沒有來自這些太空巖石塊的平穩(wěn)、協(xié)調(diào)的拉力，冥王星的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)不穩(wěn)定。那么，我們這小小的星球就會(huì)存在潛在的災(zāi)難。 在太陽系的外邊緣存在著一片廣闊的區(qū)域，那里就是有這1000多億顆彗星的奧特星云。奧特星云圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，離太陽兩光年遠(yuǎn)。有時(shí)候有些彗星在巨型

19、氣體星球的干擾下，就會(huì)脫離原來的軌道，飛向太陽系內(nèi)部，包括地球在內(nèi)。這樣就補(bǔ)充了我們的水源，而且還會(huì)釋放出一些營養(yǎng)物質(zhì)。如果我們把我們的太空旅行比作一次穿越美國旅行的話，那么我們走完了從太空針?biāo)降蹏髲B的四百分之一英寸。 離開太陽系穿越四個(gè)多光年，我們就可以到達(dá)阿爾發(fā)人馬座，它是離太陽系最近的恒星。在整個(gè)宇宙中只有大約一半的恒星像太陽一樣屬于單身或獨(dú)立星系。阿爾發(fā)人馬座不是一顆獨(dú)立的恒星，它是普通的巨星級(jí)之一。阿爾發(fā)人馬座的重力的相互作用使它行星運(yùn)轉(zhuǎn)軌道不可能具有支撐生命的穩(wěn)定性。這樣，大部分恒星是不可能蘊(yùn)含生命的。當(dāng)我們繼續(xù)我們的太空之旅時(shí)，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)恒星大小不同、顏色不同、年齡不同

20、。恒星越大，它本身就越熱，運(yùn)轉(zhuǎn)得也越快，它內(nèi)部燃料的燃燒越不規(guī)律。那些比太陽還大的恒星燃燒得太快，太不規(guī)律，所以，在他們附近是不可能有生命存活的。質(zhì)量比太陽越小的恒星，溫度越低。運(yùn)動(dòng)軌道越靠近的行星，溫度很適合生命。恒星的重力就會(huì)使他們的運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢下來，轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢，就意味著晝夜較長，晝夜溫差大，對(duì)生命具有破壞作用。 從阿爾發(fā)人馬座再向前走150光年，我們就會(huì)看到十萬多顆恒星。到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)這些恒星中只有100顆擁有自己的行星。現(xiàn)在科學(xué)家推測(cè)，在整個(gè) 銀河系中，只有百分之二的星體有衛(wèi)星。到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)這些行星大部分是巨型氣團(tuán)，質(zhì)量是木星的幾倍。所有這些行星要么靠近自己的恒星公轉(zhuǎn)，要么

21、公轉(zhuǎn)軌道不是圓的，或者根本就不是水平的。不管怎樣他們會(huì)毀滅所有靠近他們的像地球這樣的小巖石行星。 和我們星系在某些方面有些類似的一個(gè)行星系就是巨蟹星座的第五十五號(hào)恒星，這顆恒星距離地球41光年，大約有五十億年的歷史，和我們的太陽大小和年齡正好是一樣的，和太陽系相似的是這個(gè)行星體系也含有三個(gè)巨型的氣體星球，然而相似性也僅限于此。然而有一個(gè)巨型氣體星球圍繞第五十五號(hào)恒星公轉(zhuǎn)，它到達(dá)第五十五號(hào)恒星的距離和木星到達(dá)太陽的距離差不多，它的質(zhì)量大約是木星的四倍半，過重的質(zhì)量可能會(huì)干擾那些可能在那里的像地球那樣大小的行星的公轉(zhuǎn)。至于另外兩個(gè)巨型星球圍繞第五十五號(hào)恒星公轉(zhuǎn)，靠的太近了，以至于對(duì)任何有可能存在生

22、命的恒星有著毀滅性的影響。 到目前為止天文學(xué)家編錄的太陽系之外的行星沒有一個(gè)具備生命存在必須具有的兩百個(gè)特性的任何一個(gè)特性。或許我們會(huì)在太陽系之外發(fā)現(xiàn)的成千上萬顆行星中找到生命可以存在的行星，但是要想找到一系列像太陽系中的那些位置正好適合生生存的行星，而且這些條件正好有利于一顆行星，這種可能性越來越渺茫。 在銀河系中，阿爾法人馬座之外，我們會(huì)見到成百上千氣體和灰塵云，這就是星云，它們具有耀眼的色彩是因?yàn)樾窃剖请x子狀態(tài)的，來自附近的大一些的恒星的輻射使這些電子的電壓升高，繼而是它們脫離它們所在的分子和原子。當(dāng)電子逃離氫原子時(shí)會(huì)產(chǎn)生紅光，電子離開氧原子時(shí)會(huì)產(chǎn)生藍(lán)綠光。氣態(tài)的星云或許可以稱為是恒星的

23、產(chǎn)科護(hù)衛(wèi)，我們的銀河系到現(xiàn)在還有新的恒星誕生，太陽就被認(rèn)為是誕生較晚的一顆恒星，你看生命就恰恰依賴與那個(gè)關(guān)鍵的時(shí)刻。恒星在星云內(nèi)形成的方式和氣球云層中雨滴的形成頗為相似，重力是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，氣體和灰塵分子在重力的影響下開始聚集在一起，但是在這一過程中分子互相碰撞就產(chǎn)生了熱量。這些粒子 繼續(xù)結(jié)合，就產(chǎn)生了越來越多的熱量，尤其是在這些粒子結(jié)合聚集的中心，最后這個(gè)核中心的溫度達(dá)到一定程度就能使原子核燃燒，在這個(gè)燃燒點(diǎn)時(shí)一個(gè)新的恒星就誕生了。既然太陽也經(jīng)歷了這樣一個(gè)誕生的過程，大部分科學(xué)家就把太陽歸為一顆普通的恒星了，但是最近的幾個(gè)發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家重新開始考慮這一假象，很顯然，太陽的確很珍貴，大部分恒

24、星不是太小就是太大，不是太年輕就是太老，不是含有太多的金屬就是金屬含量不夠，太陽的輻射和其在銀河系中的位置對(duì)于生命都是有著重要影響的因素。在銀河系中心，幾萬光年之外的地方，我們可以看到的是光暈，這個(gè)地方是古老恒星的所在地，在生命基本要素的形成中，這些早期的恒星是至關(guān)重要的。從某方面說，這些古老的恒星是我們這個(gè)星球和我們?nèi)祟惖谋亲妫阈侨紵M之后，就把對(duì)于下一代恒星和行星的形成至關(guān)重要的因素-灰塵-留給了我們，如果沒有價(jià)值幾十億年的將要?dú)绲幕蛘咭呀?jīng)毀滅的恒星灰燼，地球也就不存在了。像太陽那樣大小或者比太陽小些的恒星就會(huì)漸漸失去外層的光暈，當(dāng)它們核中心的燃料供給枯竭以后，留下的就只是一個(gè)燒完了

25、的核，就像燒過的煤渣一樣，這些被稱為白矮星的灰燼都經(jīng)過一百億年才能老卻，而且對(duì)于我們的存在起著至關(guān)重要的作用。只有在一棵特殊的白矮雙星表面上 ，才有生命的基本要素坲產(chǎn)生，沒有坲，一些蛋白質(zhì)就不能形成，宇宙中的生命也就不可能形成。更加值得人們注意的是這樣的事實(shí)，那就是即使宇宙中有三萬億個(gè) 星系，我們的銀河系有可能就是僅有的幾個(gè)可以產(chǎn)生坲的星系。當(dāng)一個(gè)比太陽還大的恒星燃燒殆盡之時(shí)，外部的氣體殼會(huì)突然崩塌，它們會(huì)墜到核中心，此時(shí)有足夠的能量完成最后的噴發(fā)。一次強(qiáng)烈的爆炸，一旦銀河系內(nèi)發(fā)生這樣的噴發(fā)的話，在白天的陽光下也能見到它明亮的光。 這次大變動(dòng)的爆炸，一個(gè)超星星就會(huì)產(chǎn)生許多生命的基本元素。像碳、

26、氮、氧、磷、鉀、硫磺、鐵、銅、銀和其他元素。這些元素就被分散出去，越過星際鄰居，后來被成星氣體和灰塵云所吸收，所有這些不同類型的恒星在不同的生命階段，對(duì)我們?nèi)祟惗计鹬匾淖饔谩Ｋ鼈兎堑皇菑U物，在過去140億年恒星形成中，它們把一些元素播撒到我們地球，使地球更加豐富，也使生命得以出現(xiàn)存在。 地球恰好就在合適的位置，在那里它能夠收到所有生命基本需要的要素，即使銀河系中的恒星多得就像沙灘上的沙粒一樣，大概有，幾千億顆吧。許多天文學(xué)家現(xiàn)在深信，這些恒星中是決不可能存在另外一顆可以居住的星球。即使是行星體系的條件適宜，而且是由已毀滅的恒星中的適宜元素形成，還是有另外一個(gè)重要因素需要考慮。那就是，行星

27、上要存在生命，它還必須位于銀河系中適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ阢y河系的中心狀況非常擁擠，在一個(gè)相對(duì)較小的空間里，有幾十億顆恒星。重力的巨大作用使可以支持生命存在的行星無法在那里存在。那里的輻射太強(qiáng)了，生命不能承受。在銀河系的外邊緣，恒星的數(shù)量稀少，在這里行星是不可能形成的。超星星和白矮雙星產(chǎn)生的重元素很少，而且彼此之間距離很遠(yuǎn)，也不足以產(chǎn)生行星。在銀河系中心之外的幾乎所有方向，銀河懸壁內(nèi)的條件都使行星不能形成。令人驚奇的是，與眾不同的太陽系位于銀河懸壁的最完美的位置，離星河系中心和外邊緣都不近。恰當(dāng)適宜的位置不僅使我們得以存在，而且，也使我們能夠看到并且探索我們所在的宇宙區(qū)域。在我們周圍即沒有高墻林立，也沒

28、有大塊的灰塵云擋住我們探索宇宙的視線。 我們已穿越了幾個(gè)時(shí)代，我們到達(dá)了銀河系的中心，這就相當(dāng)于我們從西雅圖的太空針?biāo)┰矫绹竭_(dá)紐約帝國大廈的旅行中，已邁出了25英尺。穿過中心區(qū)，我們?cè)偻皫撞剑鸵竭_(dá)光暈了。當(dāng)我們準(zhǔn)備走出銀河系，進(jìn)入廣闊的太空時(shí)，我們已經(jīng)在我們的旅行版圖上邁出了50步。離開銀河系，我們到達(dá)的第一站是仙女星座，離地球大約200多萬光年。那也就是說，當(dāng)我們注視仙女座時(shí)，我們看到的是她200多萬年前的樣子。仙女星座在結(jié)構(gòu)上和銀河系相似，但是要比銀河系大兩倍，銀河系和仙女星座加在一起，占我們所在的小星群質(zhì)量的八分之七。這個(gè)小星群，就是本星系群。大部分星系位于密生星系群中，這些

29、星系群中是不可能存在生命的。這些密集分布的星系之間，重力的相互制約作用使得生命不能存在。幸運(yùn)的是，我們的本星系群不是一個(gè)內(nèi)部密度很大的星系群，而且它位于另一個(gè)星系群的極偏遠(yuǎn)的區(qū)域，那個(gè)星系群就是處女座星系群。不受重力制約作用的影響，在處女座星群和仙女座星群之間，我們會(huì)看到幾個(gè)美麗的星系。在離南極星群大約800萬光年的宇宙中，我們會(huì)看到擁有常常懸臂的星云總星表300漁夫星座，我們可以看到從核子中心伸出一條長長的懸臂。宇宙中大約有百分之六的星系是螺旋形的。只有螺旋形的星系才能在恒星周圍穩(wěn)定的軌道中有行星，這一固定的特點(diǎn)，就嚴(yán)格限制了生命可以存在的星體的總數(shù)量。 再稍微向前一點(diǎn)，我們會(huì)看到星云總星表

30、253號(hào)漁夫星座。它螺旋形的外邊緣清晰可見，它的內(nèi)核相當(dāng)小，看不見中央的突起。M-81號(hào)星團(tuán)大約在1100萬光年之外，有一個(gè)巨大的中央突起，而且懸臂相當(dāng)規(guī)則而稀薄。 即使是星系突起的大小也必須合適，生命才能生存下去。如果中心凸起過大，那么向地球這樣的行星就會(huì)因致命的輻射而毀滅。 如果凸起內(nèi)核過小的話，那么在生命可存活的行星所在的位置，就沒有足夠的成星氣體和灰塵，地球也就不能形成了。M-81號(hào)星團(tuán)附近就是另外一個(gè)螺旋形星團(tuán)M-82，但是我們看到它上邊有邊緣，M-82的內(nèi)核發(fā)生了一次巨大的氣體和灰塵的爆炸，或許是恒星形成引發(fā)的。 離地球1500萬光年半人碼A座星團(tuán)相當(dāng)?shù)牟灰?guī)則，它擁擠的光線，較暗的

31、公轉(zhuǎn)軌道是和星光的主軸心垂直的。 更典型的是草帽星系，它的軌道軸和星光軸是相吻合的。星系內(nèi)晨星灰塵的位置和質(zhì)量對(duì)于有生命衛(wèi)星的形成與否具有關(guān)鍵的作用。離地球3000萬光年之外的是旋渦星系，它實(shí)際上是一個(gè)開放式的螺旋星系和一個(gè)小型的不規(guī)則星系相互作用，侍女星云的中心地帶離地球四千五百萬光年。 M-87一個(gè)宇宙中最普通的橢圓星系就在那里，因?yàn)檫@個(gè)星系的形狀，而且它沒有懸臂，所以這里不能形成生命可以生存的星系。M-87星系比銀河重十多倍，它與其它星系相區(qū)別的一個(gè)特征就是內(nèi)核中心的黑洞。這個(gè)黑洞質(zhì)量是兩百萬個(gè)太陽質(zhì)量單位，這個(gè)美麗的星云總星表1365棒懸星系位于離地球7500萬光年的天爐星系群。一些天

32、文學(xué)家認(rèn)為這個(gè)棒形可能只是內(nèi)線氣體引起的暫時(shí)特征，沿著棒懸星系我們可以看到恒星形成時(shí)的爆炸。我們是坐在一次有控制有目的爆炸里的乘客，就像那些微生物一樣，坐在一塊正在爆炸的手榴彈的彈片上。 宇宙中的所有物質(zhì)和能量，即使是時(shí)空，都形成于一瞬間，但那絕不是一次毫無秩序的爆炸，最初，似乎還相當(dāng)有節(jié)奏，相當(dāng)協(xié)調(diào)，似乎已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，對(duì)我們和我們的星球都有利。我們下一站要到達(dá)的是離地球4億光年的武仙座星團(tuán)。 通過預(yù)覽我們?cè)谟钪嬷械男请H鄰居，我們觀察到生命存在是那么多因素共同作用的結(jié)果，因素之多簡直令人驚奇，我們需要有一個(gè)適宜的行星，一個(gè)適宜的太陽，位于懸臂適合銀河系內(nèi)的適宜位置，銀河系有適宜的質(zhì)量和大小適宜

33、的核突起，一個(gè)星系內(nèi)具有一個(gè)行星具備所有這些特征，似乎只能說是一個(gè)奇跡。 現(xiàn)在，我們從太空真塔到帝國大廈的歸途已經(jīng)走完了67英里，我們一到這里，離地球4億光年的太空，我們到達(dá)的了武仙座星團(tuán)之外，宇宙論中所謂的荒漠，在這里一切景象都不見了。并不是因?yàn)槭裁匆矝]有，而是我們不能通過我們的窗口看清楚那里到底是什么，直到最近我們得到為數(shù)不多的測(cè)量數(shù)據(jù)和這片太空的影像，幸虧許多像凱克天文望遠(yuǎn)鏡和阿波太空望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星宇宙背景探測(cè)器之類的新型天文工具，這層序幕才開始被揭開，即使如此，人類所知的信息仍然很有限，人類只得到了十幾個(gè)影像，我們的探索之旅中這一段是朦朧的，但是，我們的天文望遠(yuǎn)鏡會(huì)刺穿迷霧，抓住一些遙遠(yuǎn)

34、的類星體和星系的影像。 整個(gè)宇宙充滿著幾百萬個(gè)星云，而每個(gè)星云又含有成千上萬個(gè)星系，總共要有100萬億顆恒星，那就是10的背后有21個(gè)0。 為了更準(zhǔn)確的說明這一天文數(shù)字，我們可以這樣想象一下，如果100萬億枚硬幣，一枚一枚碼起來的話，就相當(dāng)于從地球到阿爾法人馬座繞125個(gè)來回。 這些星系和恒星似乎數(shù)量是如此巨大，而且不可勝數(shù)，它們給我們的感覺是很微小，然而數(shù)字如此龐大的所有這些星系和恒星都是生命存在的基本要素。 宇宙中為了能維持一個(gè)支撐生命生存的行星，這100萬億顆恒星，每一顆都是不可或缺的，如果人類所見的宇宙中的恒星再多點(diǎn)或者少點(diǎn)，那么生命就不可能存在了，如果可觀測(cè)宇宙中恒星的數(shù)量，沒有那么

35、多，那么核聚變效率就會(huì)不夠，那么形成元素就會(huì)只有氫和氦。 如果宇宙重的恒星過多的話，所有的元素就會(huì)比鐵還重，沒有碳，沒有氮，沒有氧，只有在這樣一個(gè)重量和諧適宜的宇宙中，生命必需的元素才可能產(chǎn)生，因此正如大家所知，茫茫無際的宇宙并不是一個(gè)空間、能量、物質(zhì)和時(shí)間的巨大浪費(fèi)。 在離地球六七十億億光年的宇宙中，我們會(huì)看到一個(gè)神奇的發(fā)現(xiàn)。 2000年4月，科學(xué)家發(fā)表了一個(gè)里程碑式的研究結(jié)果。他們用求表天文望遠(yuǎn)鏡穿，穿越南極洲寒冷穩(wěn)定的大氣層，來檢測(cè)幾個(gè)宇宙的特征。 南極穩(wěn)定而寒冷的大氣層，可以使科學(xué)家更精確的計(jì)算宇宙擴(kuò)展的速度，這個(gè)計(jì)劃就是有名的度莫拉計(jì)劃。 很顯然，在宇宙誕生后的前八十億年中，宇宙就像

36、手榴彈爆炸以后的彈片一樣擴(kuò)展速度慢了下來。但是布拉莫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，在前六十億年中，宇宙的擴(kuò)展速度已經(jīng)快了起來。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在歷史上宇宙的擴(kuò)展是由兩個(gè)因素來控制著，這兩個(gè)因素就是質(zhì)量密度和太空的能量密度。控制宇宙存在前半段歷史的質(zhì)量密度能夠延緩宇宙的擴(kuò)展，而太空能量密度控制著宇宙靠近現(xiàn)在的后半段歷史，加速它的擴(kuò)展。這種天衣無縫的平衡是以發(fā)現(xiàn)的最偉大的和諧之處了，如果質(zhì)量密度稍稍變化了10的64次方分之一，或者太空能量密度稍稍變化了10的120次方分之一，那么宇宙中無論何時(shí)何地都不可能有生命的誕生了。 當(dāng)我們?cè)阶咴竭h(yuǎn)，在時(shí)間的隧道上越靠后，我們開始看到一些神秘的，名叫列類星體的物質(zhì)。直到20世紀(jì)六十

37、年代，我們才制造出能夠探測(cè)類星體的設(shè)備，自從那時(shí)起我們就已得知，當(dāng)非常巨大的星系比較年輕時(shí)，在他們的核子中，會(huì)形成能量強(qiáng)大的等離子反應(yīng)堆，這些反應(yīng)堆在類星體階段燃燒的強(qiáng)度很大，在核子小小的核心，和我們太陽系大小差不多，能夠以強(qiáng)烈的光，照亮整個(gè)星系，普通的星系在它們的形成階段燃燒很微弱，只有想哈勃或者開克這樣功率的天文望遠(yuǎn)鏡，才能成功的采集到它們的影像。 現(xiàn)在這里看到的星系太遙遠(yuǎn)了，我們的天文望遠(yuǎn)鏡采集的光線是該星系大約50億年前發(fā)出的。這些星系離地球100億光年，這樣我們就能看到現(xiàn)在的宇宙在它發(fā)展進(jìn)程的三分之一時(shí)樣子。深吸一口氣，想象一下十五歲的你，第一次看到自己的嬰兒照時(shí)是什么感覺，這是哈勃

38、望遠(yuǎn)鏡帶回的比其他光學(xué)望遠(yuǎn)鏡探測(cè)的還久遠(yuǎn)的宇宙圖像。我們現(xiàn)在看到的是宇宙誕生后，五億年時(shí)的宇宙，還沒有星系，只有各個(gè)正在形成的星系區(qū)，以及巨大的星云形成過程中需要的微小濃縮氣體。 如果我們想靠近宇宙誕生的那一刻，那么我們需要把我們的時(shí)間機(jī)器加足馬力，我們需要一套新的傳輸模式，帶我們返回帝國大廈。我們新的工具會(huì)使無線電，遠(yuǎn)紅外體天文望遠(yuǎn)鏡。借助于它，我們可以回到星系存在之前。如果我們的眼睛能夠看到無線電波或者遠(yuǎn)紅外射線，看到更遙遠(yuǎn)的星系就能更容易一些。但是我們的眼睛只能看到可視光波譜中的電磁射線。光譜中的無線電波可以讓我們看到更遙遠(yuǎn)的過去。這幅宇宙輻射背景圖，記錄了宇宙誕生的輻射情況。而我們實(shí)際

39、上看到的是距離宇宙誕生三十八萬年時(shí)的情況。 從太空偵察到帝國大廈的整個(gè)旅程，還有不到250英尺，我們就到達(dá)目的地了。我們不能再回到更遙遠(yuǎn)的過去了，因?yàn)橛钪嬲Q生38萬年以后，光首次和黑暗分離。在那之前的景象，只會(huì)是一片沒有任何特征的發(fā)光。除了一片光我們什么也不能看到，因?yàn)橛钪嬲Q生后的前38萬年，整個(gè)宇宙太熱了，沒有任何的原子存在，電子不能圍繞著核子運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)橛钪娉涑庵婋x子。看起來只是一片混亂的光，除此之外，什么也沒有。要想得到更早的圖像，我們需要使用完全不同的工具，和完全不同的設(shè)備。粒子加速器、超星計(jì)算機(jī)、重力波探測(cè)器，而不是天文望遠(yuǎn)鏡。通過這些機(jī)器，我們能夠把宇宙早期的物理?xiàng)l件加倍的顯示。對(duì)

40、宇宙的研究可以比作是煙花錄像的回放。當(dāng)我們?cè)絹碓浇难芯亢陀^察宇宙的最初存在時(shí)期，我們的帶子就越快的到回宇宙誕生的那一刻。我們?cè)浇咏钪嬲Q生，我們觀察到的宇宙就變得越來越熱。顯然這次追溯重演中，宇宙是那么熱，質(zhì)子和中子都不能聚合在一起，所有的原子核處于分離的狀態(tài)。這時(shí)我們離宇宙的誕生大概還有三分鐘的時(shí)間，距離帝國大廈只有千萬分之一英寸，離它只是毫厘的距離。讓我們繼續(xù)向前，我們探尋更早期的宇宙，我們遇到一片炫目的閃光，這時(shí)離宇宙誕生只有一毫秒，這是宇宙中反物質(zhì)的突然毀滅產(chǎn)生的閃光。這樣十億零一個(gè)粒子對(duì)十億個(gè)反粒子的微妙平衡確保了后來宇宙中物質(zhì)的存在。這也才能保證生命存在的可能。追溯到宇宙誕生后幾

41、十微秒時(shí)，質(zhì)子，中子，反質(zhì)子，反中子，分解成更基本的粒子夸克粒子，再到一秒的一億分之一的時(shí)候，也就是宇宙誕生的10的負(fù)35次方秒的時(shí)候，宇宙溫度太高，密度太濃，以至于連夸克粒子都不能存在。 在10的負(fù)35次方秒的時(shí)候，宇宙一片漆黑，而且比一個(gè)原子還小，在這接近宇宙誕生的一刻，我們看到的是四維空間在長、寬、高、時(shí)間四原的收縮。那也就是說：當(dāng)時(shí)間只縮為一個(gè)班，這時(shí)離宇宙誕生只有一秒的10的負(fù)43次方，在這一刻前，所有的四維空間元開始擴(kuò)展，在這一刻之后只有四維空間元繼續(xù)擴(kuò)展，那么其他六個(gè)空間元，發(fā)生了什么狀況了呢？它們?cè)陂L寬高、時(shí)間四元周圍緊緊地卷了起來，小的只有十的負(fù)33次方英寸。其他的六個(gè)空間元

42、任然存在，只是不能舒展罷了。讓我們姑且大膽一些，把膠卷繼續(xù)往回倒，宇宙繼續(xù)收縮，空間石原變的越來越小，在宇宙誕生的那一刻，也就是人們所說的宇宙大爆炸時(shí)，所有的空間石原變得無窮無窮小，而且突然地消失了，就是從這無線小的一刻開始，整個(gè)宇宙迸發(fā)開來，行星，星系，恒星形成，物質(zhì)能量和太空能量密度之間關(guān)系的確定，甚至物理本生的法則也形成了。所有這一切必須從宇宙誕生中和諧穩(wěn)妥的安排好，這樣生命才可能在宇宙歷史的那么一刻誕生在我們這個(gè)小小的藍(lán)色星球上。 如果我們相信地球是特殊的，有些人可能會(huì)辯解說那我們不就有反古的危險(xiǎn)嗎？我們不就回到了希臘數(shù)學(xué)家托勒密及他的觀點(diǎn)：地球是整個(gè)宇宙的物理中心那個(gè)時(shí)侯了嗎。地球中心說在西方思想中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，直到16世紀(jì)末期哥白尼提出另外一種觀點(diǎn)，那就是行星是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的，繼而伽利略通過他的望遠(yuǎn)鏡觀察得到的證據(jù)證明了哥白尼是正確的，這震動(dòng)了整個(gè)世界。哥白尼學(xué)說的革命向人們描述了一個(gè)現(xiàn)代的理論體系，那就是地球很普通，它只是茫茫宇宙蒼穹中一個(gè)小小的行星。人類還有可能在那里找到許