宇 宙 中 有 上 千 億 的 星 系 ， 平 均 每 一 星 系 亦 約 有 上 千 億 的 恆 星 及 各 類 天 體 。 相 對 的 ， 天 文 學 家 也 有 較 多 的 「 樣 品 」 ， 可 以 拼 湊 出 有 關 恆 星 與 星 系 的 完 整 理 論 。 但 是 以 我 們 現 在 的 所 知 ， 要 建 構 一 個 合 理 的 宇 宙 論 並 不 容 易 ， 現 在 的 宇 宙 論 最 為 大 家 接 受 的 ─ 大 爆 炸 學 說 ， 仍 然 有 ?多 尚 未 解 決 的 難 題 。 天 文 學 家 提 出 膨 脹 理 論 ， 解 釋 了 部 份 宇 宙 論 標 準 模 型 的 困 難 ， 但 終 極 的 宇 宙 論 仍 然 在 建 構 之 中 。
) N" u; _9 z' r8 M& E
" o% E# i8 B/ {* V5 _0 d宇 宙 的 誕 生
+ A1 e4 ]1 Z( j i% q2 p
/ @ S4 L( j0 q
根 據 哈 伯 定 律 宇 宙 各 星 系 正 相 互 遠 離 ， 相 距 愈 遠 的 星 系 ， 相 互 遠 離 的 速 度 愈 大 。 而 由 這 個 現 象 ， 人 們 很 自 然 的 推 測 ， 如 時 間 倒 轉 ， 多 久 之 前 ， 所 有 的 星 系 曾 聚 集 在 一 起 ？ 假 設 膨 脹 的 速 度 一 直 沒 有 改 變 ， 那 到 底 現 宇 宙 是 在 多 久 前 誕 生 的 呢 ？ 根 據 現 存 的 計 算 ， 我 們 的 宇 宙 大 約 誕 生 於 一 百 五 十 億 年 前 。
5 F4 {4 k- a# I! o" S! j
n; U2 m' E1 w V& H3 h宇 宙 大 爆 炸
+ y; N8 N' d. ^3 D
3 @" C$ o9 [( y; A. x假 設 宇 宙 是 在 約 150 至 200 億 年 前 ， 從 一 個 高 溫 高 密 度 的 狀 態 ， 開 始 爆 炸 ， 膨 脹 之 後 漸 漸 冷 卻 ， 形 成 星 系 。 膨 脹 是 發 生 在 每 一 處 。 宇 宙 論 標 準 模 型 所 描 繪 出 的 宇 宙 的 歷 史 如 下 ：
( a9 @0 w4 b: r$ n5 F( K3 o4 i& K3 T
& `& H. C- o1 O# l' Z$ j q1. 當 時 間 為 0 時 開 始 產 生 大 爆 炸 。
% g W7 h5 i3 \ |6 j
4 f) i* E5 Q/ J% S, y& b0 c! S( H2. 當 時 間 為 4 秒 時 ， 開 始 產 生 質 子 、 中 子 、 電 子 。
8 X. ^! t! ?+ G) Q: Y* {" u# K# ^
% d# X) Y, g2 ~/ N3. 當 時 間 為 3 分 時 ， 開 始 形 成 原 子 核 ， 其 中 氫 (H) 約 佔 75% ， 氦 (He) 約 佔 5% 。 此 時 氣 體 是 游 離 的 ， 自 由 電 子 與 光 散 射 ， 光 無 法 跑 遠 就 被 散 射 掉 ， 宇 宙 到 處 充 滿 輻 射 。 大 爆 炸 至 此 時 期 之 前 ， 合 稱 為 輻 射 主 控 時 代 。
7 Y( X' J: s7 y7 P
( }( L" L4 T% E! d+ a7 o( D2 Y5 _4. 當 時 間 為 106 年 時 ， 溫 度 約 為 3000 K ， 自 由 電 子 與 氫 、 氦 原 核 結 合 成 為 氫 原 子 與 氦 原 子 。 此 時 氣 體 是 中 性 的 ， 使 得 光 子 可 以 在 宇 宙 中 自 由 行 走 ， 亦 即 宇 宙 變 透 明 了 ， 從 此 進 入 物 質 主 控 時 代 。
. C! y( k& z4 u: W1 |
) w' U6 q$ b/ D. u7 k' S5. 當 時 間 為 109 年 時 ， 星 系 形 成 。
. ^1 q* P$ t0 |! ?1 v
" ?) W' |+ l) P- w B0 m9 ]
大 爆 炸 膨 脹 之 後 漸 漸 冷 卻 ， 形 成 星 系
) X$ L3 J& L$ _! S. z7 F
) d9 C) L, A: J) N) p5 f
宇 宙 的 結 果
1 n( A. l1 R, o# G
; j) b, n" `6 H. g$ o$ o根 據 最 近 的 報 告 指 出 宇 宙 會 無 限 地 擴 大 ， 而 測 試 方 法 是 用 天 文 望 遠 鏡 收 集 約 五 十 個 由 幾 百 億 光 年 以 外 超 新 星 爆 炸 所 發 出 的 光 (見 附 註 一) ， 再 由 它 們 的 距 離 算 出 宇 宙 由 出 現 到 現 在 的 膨 脹 速 度 ， 結 果 發 現 宇 宙 的 膨 脹 速 度 有 加 快 而 沒 有 減 慢 ， 將 來 宇 宙 只 會 越 來 越 大 ， 但 理 論 上 質 量 和 引 力 成 正 比 ， 而 宇 宙 中 有 很 多 高 質 量 的 物 質 ， 所 以 引 力 應 該 會 和 擴 大 的 力 互 相 抵 消 ， 但 宇 宙 中 有 一 些 不 明 的 粒 子 (見 附 註 二) 和 這 些 引 力 抵 消 ， 最 後 便 沒 有 引 力 和 擴 大 的 力 互 相 抵 消 ， 結 果 宇 宙 便 無 限 地 擴 大 。
8 F0 H, |' H) _/ Z/ y0 L
% T, l! m5 w+ r- I/ t當 幾 百 億 年 後 你 在 晚 上 向 天 空 看 ， 你 會 發 覺 夜 空 上 沒 有 星 星 ， 漆 黑 一 片 ， 到 宇 宙 最 後 一 個 恆 星 都 燃 燒 完 後 ， 宇 宙 就 像 一 間 房 的 燈 泡 熄 了 一 樣 ， 是 死 寂 。
0 [: }# q0 l& h8 ~
5 L+ q- \8 T5 F3 ^$ [
+ E" ]: f3 F1 ~ c# \
圖 中 的 白 點 就 是 超 新 星 爆 炸
+ H k' ?4 ^8 W: S: g, w9 m
+ @# Q9 ^0 d) f5 \; z: r
附 註
' ?! v! w. U0 H' r+ v* B! Y7 V0 g8 M! X2 m
一 、 超 新 星 爆 炸 所 發 出 的 光 在 宇 宙 每 一 個 角 落 都 可 看 到 ， 而 在 超 新 星 爆 炸 所 處 的 銀 河 系 看 它 更 是 十 分 明 亮 。
! a" J$ N. Z: {! m' P% [' G
% V5 o, P* {# a: _* Q! s- v7 k
二 、 宇 宙 並 不 是 真 空 ， 沒 有 粒 子
7 X1 P" H2 U' W
! U7 B/ M$ O; r/ u! d9 y- n9 G
