大约138亿年前,在不到一秒钟的时间里,宇宙诞生了。创世之谜就隐藏在大爆炸后的这最初一秒内。
当一无所有——没有能量、没有物质、没有时间——之时,一场巨大的爆炸如何突然孕育出空间、物质和时间?
从第一秒开始,混沌从虚无中诞生,燃烧着难以想象的高温。一团无形的物质向四面八方膨胀、拉伸,并逐渐冷却。
这个“初始时刻”是属于我们的,是我们时钟的起点。即使在今天,我们仍能在天空中捕捉到最初时刻(第一秒后的38万年)留下的痕迹,它被称为“宇宙微波背景辐射”或“背景辐射”。这种接近绝对零度的低温微波辐射,从宇宙的各个方向抵达地球表面。
宇宙微波背景辐射是自1965年阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现以来,被射电望远镜探测到的所有射电源背景的一部分。它证明了我们可观测的宇宙有一个开端。宇宙诞生的第一秒仍是现代科学最大的谜团。我们的数学公式似乎在创世之墙上撞得粉碎。起初,空无一物——没有物质,没有虚空,时间和空间都不存在。一个比原子还小、温度无限高的光点爆炸,诞生了宇宙。
一切始于原始爆炸——宇宙大爆炸之后无穷小的一瞬间。时间开始展开,在一秒之内,整个宇宙便形成了。 不存在零时刻;在此之前时间并不存在。宇宙时钟在10⁻⁴³秒时敲响了第一声。
此刻的宇宙是一个能量密集、沸腾的虚空,温度极高。随后,它被认为突然膨胀,这就是宇宙暴胀。在10⁻³²秒内,这段极短的时间里,宇宙充满了各种粒子。基本粒子及其反粒子从急速膨胀的空间中涌现出来。
物质的最初元素,伴随着反物质、夸克、电子、中微子和光子,沐浴在宇宙汤中。 在10⁻⁶秒(即百万分之一秒)后,第一种力——强核力开始发挥作用。这股力量将夸克从虚空中以三个一组拉出,形成质子和中子,并创造出氢核与氦核。 在这神秘的第一秒之后,一段漫长而更加神秘的历史即将展开——那便是我们存在的历史。
"要理解我们在宇宙中的位置,我们必须回到最初,看看一切是如何形成的。"劳伦斯·克劳斯教授(凯斯西储大学)