大爆炸：時(shí)間的原點(diǎn)。如果有大爆炸之前，那么除非我們能發(fā)現(xiàn)大爆炸之前的某種信息，如果我們無(wú)法發(fā)現(xiàn)這樣的信息，那么有或沒(méi)有此前，就是一個(gè)信仰問(wèn)題，不再是科學(xué)問(wèn)題。宇宙物理學(xué)家們傾向于認(rèn)為，至少對(duì)本宇宙有意義的時(shí)間，是從大爆炸開(kāi)始的。

宇宙物理學(xué)家借助超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以模擬自百億年前——具體而言大約137億年左右——宇宙自大爆炸以來(lái)的宏觀演變。

圖示：宇宙的纖維。每條細(xì)絲上都是無(wú)盡的星河

宇宙物理學(xué)家基本同意，時(shí)間開(kāi)始于大約137億年前的大爆炸。

一個(gè)近乎無(wú)限熱，無(wú)限密集的奇點(diǎn)，發(fā)生了一次“大爆炸”，我們目前所在的整個(gè)可觀察宇宙都從該點(diǎn)膨脹出來(lái)，并形成了如今我們已知的各個(gè)層級(jí)的物理定律，從量子力學(xué)到廣義相對(duì)論以及牛頓力學(xué)等等。

這就是宇宙的“誕生”，和我們所知的時(shí)間的起始。

再去追問(wèn)此前如何，則屬于形而上學(xué)的問(wèn)題，不再是宇宙物理學(xué)的問(wèn)題。因?yàn)?，已?jīng)沒(méi)有了此前。早在1977年，著名物理學(xué)家諾獎(jiǎng)得主史蒂文·溫伯格，在他1977年寫的暢銷科普書《宇宙最初的三分鐘》中就向大眾宣布，宇宙物理學(xué)已經(jīng)逼近創(chuàng)世最初的百分之一秒。

在最初的百分之一秒發(fā)生了許多奇怪的事情，這些問(wèn)題到1980年，由另一位物理學(xué)家阿蘭·古斯提出非同一般的暴脹假說(shuō)給以解決。這些事情決定了如今這個(gè)宏觀宇宙的許多關(guān)鍵性質(zhì)，比如各向同性——即宇宙沒(méi)有中心點(diǎn)，身處宇宙任何地方的觀察者，都可以認(rèn)為自己就是中心點(diǎn)——宇宙微波背景輻射的超級(jí)均勻分布等等。

所有這些奇怪的性質(zhì)，都是在最初的10^-36秒到10^-32秒的剎那被量子暴脹所決定的。你看，宇宙物理學(xué)都已經(jīng)逼近了近乎原點(diǎn)的地方了。

10^-36是多么微不足道，這么說(shuō)吧，當(dāng)前人類已知的可觀察宇宙的長(zhǎng)度大約為930億光年，但一張普通厚度的紙，要是能對(duì)折103次，那么連整個(gè)宇宙都裝不下這張紙呢，即2^103*（紙的原始厚度）>930億光年。

現(xiàn)在讓我們把930億光年的長(zhǎng)度類比為一秒鐘的時(shí)間長(zhǎng)度，那么10^-36秒的長(zhǎng)度，就會(huì)比一張紙還要薄得多，因?yàn)?0^-36秒，相當(dāng)于2^-120秒呢，即相當(dāng)于要把一張紙對(duì)折120次的厚度才是這里的一秒鐘的長(zhǎng)度呢。

而著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金，在其1988年出版的《時(shí)間簡(jiǎn)史》一書中進(jìn)一步指出，即便時(shí)間不是從大爆炸開(kāi)始的，在大爆炸之前還有存在另一個(gè)時(shí)間框架，但如今的我們已無(wú)法找到任何大爆炸之前的信息，這就意味著大爆炸之前無(wú)論發(fā)生了什么，都對(duì)我們毫無(wú)影響，那么它是否存在，就只有哲學(xué)上的意義，沒(méi)有科學(xué)上的意義。直到我們觀察到大爆炸之前，否則就應(yīng)該視作其并不存在。

圖示：我們可以猜想一種循環(huán)式的宇宙過(guò)程。大爆炸-膨脹-收縮-大爆炸，無(wú)限循環(huán)。但如果上一宇宙的任何信息無(wú)法影響下一次大爆炸，那么上一次大爆炸是否真的存在，就毫無(wú)意義。不過(guò)，現(xiàn)在的觀察讓宇宙物理學(xué)家們傾向認(rèn)為，我們的宇宙很可能會(huì)無(wú)限的膨脹下去，沒(méi)有收縮的時(shí)候，我們生逢其時(shí)，還能看到其他星系，再過(guò)數(shù)十億年，如果還有智慧生命誕生在任何一個(gè)星系中，可能他們將無(wú)法看到任何別的星系，那時(shí)候他們可能會(huì)認(rèn)為，自己的星系是唯一的星系，而自己就是宇宙的中心。

大爆炸的歷程

宇宙正在膨脹，所有的星系都越來(lái)越遠(yuǎn)離彼此。事實(shí)上，我們現(xiàn)在知道這種擴(kuò)張正在加速越來(lái)越快。如果我們反向播放這種擴(kuò)張的電影，我們會(huì)看到隨著時(shí)間的推移宇宙變得越來(lái)越小，直到最終整個(gè)宇宙的物質(zhì)和能量都集中在大約137億年前的某個(gè)點(diǎn)上。

我們已經(jīng)可以模擬這個(gè)過(guò)程，將它倒推到納秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)，宇宙物理學(xué)家已經(jīng)能夠?qū)⒈居钪嫜莼瘹v程的主要事件逐一例舉，不妨讓我們看看，宇宙物理學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)。

• 最神秘的普朗克紀(jì)元（大爆炸后的第一個(gè)5.39 x 10^-44秒）
  在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的事件（如果有的話）仍然是純粹的推測(cè)，而且我們懷疑我們也許永遠(yuǎn)不能搞清楚，在這個(gè)短暫的剎那到底發(fā)生了什么，這是終極不可知。

• 大統(tǒng)一紀(jì)元（10^-43到10^-36秒）
  重力與其他物理基本力分離，并創(chuàng)造出第一個(gè)基本粒子。
  

• 暴脹紀(jì)元（10^ -36至10^ -32秒）
  宇宙經(jīng)歷極快的指數(shù)膨脹，稱為宇宙膨脹，任何現(xiàn)有的粒子密度都變得非常稀薄。

• 電弱紀(jì)元（10^ -36至10^ -12秒）
  強(qiáng)核力與電磁力和弱核力分離，粒子相互作用產(chǎn)生大量粒子，包括W和Z玻色子和希格斯玻色子。
  

• 夸克紀(jì)元（10^ -12到10^ -6秒）
  四大基本物理力全都登場(chǎng)，宇宙的力學(xué)規(guī)則就此全部成型。
  隨著宇宙冷卻到十萬(wàn)億度以下，夸克，電子和中微子大量形成（盡管大多數(shù)夸克和反夸克都消滅了其他接觸后，剩余的夸克存活下來(lái)，最終將結(jié)合形成物質(zhì)）。
  

• 強(qiáng)子紀(jì)元（10^ -6秒到1秒）
  宇宙冷卻到大約一萬(wàn)億度，允許夸克結(jié)合形成質(zhì)子和中子等強(qiáng)子，與質(zhì)子碰撞的電子融合形成中子并釋放出無(wú)質(zhì)量的中微子。
  圖示：強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)帶我們回到大爆炸初期
  

• 輕子紀(jì)元（1到10秒）
  大多數(shù)（但不是全部）強(qiáng)子和反強(qiáng)子相互湮滅，電子和正電子等輕子占據(jù)了宇宙的質(zhì)量。

• 原子核紀(jì)元（3分鐘到20分鐘）
  宇宙的溫度下降到大約10億度，因此原子核可以開(kāi)始形成，質(zhì)子和中子融合形成氫，氦和鋰的簡(jiǎn)單元素的核。
  

• 光子紀(jì)元（10秒到大約240,000年）
  宇宙充滿了等離子體，原子核和電子，宇宙的能量由光子支配，光子繼續(xù)與質(zhì)子、電子以及原子核之間發(fā)生頻繁的相互作用，此時(shí)的宇宙是一鍋對(duì)光不透明的熱湯。
  

• 重組/解耦紀(jì)元（大約從240,000到300,000年）
  宇宙的溫度下降到大約3000度，離子化的氫和氦原子核開(kāi)始捕獲電子，中和它們的電荷并將它們結(jié)合在原子內(nèi)；現(xiàn)在，宇宙變得對(duì)光透明，使其成為今天可見(jiàn)的最早的時(shí)代。此時(shí)的宇宙，才有一點(diǎn)點(diǎn)與我們當(dāng)前熟悉的宇宙有那么一點(diǎn)相似之處。至少，光可以在遠(yuǎn)距離傳遞信息了。
  

• 黑暗紀(jì)元（大約30萬(wàn)到1.5億年）
  隨著宇宙不斷膨脹，溫度不斷下降，光子也都被吸收殆盡，宇宙陷入創(chuàng)生以來(lái)最黑暗的時(shí)刻，此時(shí)還沒(méi)有恒星產(chǎn)生。整個(gè)宇宙中只存在一些非常分散的物質(zhì)，所有的物理活動(dòng)都在急劇下降，此時(shí)的宇宙由神秘的“暗物質(zhì)”支配。

• 再電離紀(jì)元（大約1.5億到大約10億年）
  引力在無(wú)聲無(wú)息的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)億年之后，造就了第一個(gè)類星體，它來(lái)自于宇宙中物質(zhì)的坍縮和聚集，越過(guò)了恒星階段，直接形成了超大黑洞，伴隨著黑洞周圍的吸積盤的氣體向黑洞中墜落時(shí)，能量以電磁輻射的形式被急劇釋放出來(lái)。這些強(qiáng)烈的輻射改變了宇宙的狀態(tài)，把宇宙從中性的原子狀態(tài)，推回此前的由離子化的等離子體為主體的組成狀態(tài)中。原子再次被分解為電子和原子核。
  圖示：明亮的類星體
  

• 恒星和星系紀(jì)元（3億至5億年以后）
  終于，我們熟悉的宇宙開(kāi)始了。小而密集的宇宙氣體云在彼此相互吸引的過(guò)程中抱團(tuán)，越來(lái)越多的抱團(tuán)，產(chǎn)生出巨大的壓力和超高的溫度，直到引發(fā)氫原子的核聚變反應(yīng)，宇宙的第一顆恒星就此產(chǎn)生，這些恒星逐漸聚集成星系

• 太陽(yáng)系紀(jì)元（大爆炸后的80-90億年）
  我們的太陽(yáng)是恒二代，它包含了幾代早期恒星的碎片，以及它周圍的太陽(yáng)系，形成于大約45到50億年前。

時(shí)間終極命運(yùn)：時(shí)間會(huì)結(jié)束嗎？

我們的太陽(yáng)逐漸變得更大，更熱，更亮，地球可能會(huì)在大約10億年后變得無(wú)法居住。在大約50億年的時(shí)間里，我們的太陽(yáng)有望變成一顆紅巨星，之后它將逐漸縮小并變成一顆小而密的白矮星，并最終成為一顆黑暗的死黑矮星（如今宇宙中大約有100億顆這樣的星）。然而，宇宙的其他部分將繼續(xù)擴(kuò)張和演化。

鑒于目前對(duì)暗能量的了解，最可能的情況是宇宙將以指數(shù)級(jí)加速的速度永久擴(kuò)張，最終將空間變?yōu)?span>幾乎完美的真空，這被稱為大凍結(jié)。在一百萬(wàn)億年或更長(zhǎng)時(shí)間之后，宇宙將在非常接近絕對(duì)零度的溫度下達(dá)到最大熵和熱平衡狀態(tài)，這個(gè)模型的含義是，盡管過(guò)去時(shí)間是有限的，但未來(lái)它可能是無(wú)限的，但任何變化在實(shí)際上都是不可能的，因此時(shí)間的概念也將就此變得毫無(wú)意義。

不過(guò)，有些物理學(xué)家不這么看，他們認(rèn)為未來(lái)也不會(huì)是無(wú)限的，因?yàn)闊o(wú)限的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致許多奇怪的悖論，比如在一個(gè)無(wú)限永恒的宇宙中，即使最不可能的事件最終也會(huì)發(fā)生，并且不僅會(huì)發(fā)生，而且會(huì)發(fā)生無(wú)數(shù)次。

根據(jù)物理學(xué)家拉斐爾·布索（Raphael Bousso）的觀點(diǎn)，他已經(jīng)和他的合作者們解決了這個(gè)問(wèn)題，得出的結(jié)論是，時(shí)間最終將結(jié)束。在他們的模型中，時(shí)間的結(jié)束有五種可能性。

1、兩種：時(shí)間有50％的可能性在37億年內(nèi)結(jié)束

2、另兩種：時(shí)間有50％的可能性在33億年內(nèi)結(jié)束

3、第五種情況：這是最不可能的情況，未來(lái)的尺度非常短，它隨時(shí)會(huì)在下一秒內(nèi)結(jié)束。

在這個(gè)假設(shè)的情況下，時(shí)間的結(jié)束被設(shè)想為類似于外部觀察者對(duì)陷入黑洞的物質(zhì)系統(tǒng)的描述：一切都會(huì)逐漸減慢并最終停止。

好吧，希望不是第五種情況。

但如果你有啥心愿還沒(méi)有完成的，就該去做了。

圖示：別等，永遠(yuǎn)不會(huì)有恰好合適的時(shí)機(jī)。