不知道为什么，一般大众对于“大爆炸”概念的理解是，在宇宙之初，所有的物质都被压缩在同一个地方，爆炸使它们在空间内“飞散”。而后这些碎片进行聚合，分别成为星系、恒星、行星，以及人类等。
然而，事实并非如此。正如我们在前文提到的那样，爱因斯坦曾经预言质量与能量密不可分的关系，也可以用其著名的方程式E=mc2来表示。就像核技术，小质量的物质也可以转化出很大的能量。由此，如果在某一点累积了足够的能量，就有可能产生质量……这基本上就是宇宙大爆炸的情况，即巨大能量的突然释放。
真空中有大量能量积聚在一起时，会形成一对对粒子与反粒子，它们与我们熟知的那些粒子（质子、中子、电子）相同，不过具有反电荷。反质子是质子的克星，带有负电荷和正电子，也就相当于带有正电荷的电子。这种具有反电荷的材料被称为反物质，之前大家可能在科幻电影中听说过这个词。
由于粒子中具有等量且相反的电荷，两者中和恰好使电荷数保持为零，也不违反任何物理学原理。您瞧，宇宙的管理法则是多么神奇啊。
然而，在正常条件下，当一对粒子和反粒子从无到有、自发出现时，两者会因为自身携带的相反电荷而相互吸引，在碰撞时发生湮灭，从而释放很多能量。嗯，我想“很多”这个形容词不足以准确描述这个现象。物质与反物质之间的湮灭过程是已知的物质反应中释放能量最多的：100%的物质都被转化为能量，并以光、伽马射线与热能的形式释放。
相比之下，原子弹爆炸时的核裂变反应转化的能量仅为1%，这样大家就能感受到上述过程的威力。
其实，反物质的概念在19世纪80年代就已经出现了，尽管当时只是基于人们的想象，而非科研中的基础观察方法。人们把反物质的成因归结于负重力，而非反电荷。1898年，亚瑟·舒斯特在《自然》杂志上发表了一篇很有意思的文章，阐释了他对反物质天马行空的想象，从标题“潜在物质，空闲时的遐想”就能看出文章缺乏严肃性。
亚瑟在文章中谈论了整个太阳系都由一系列反物质构成的可能性，而这种反物质又与常规物质的引力场相排斥，如地球的引力场。用他自己的话来说就是：
构成反物质世界的元素与化合物与我们所处的物质世界具有部分相同的特性，表面上难以做出区分。除非将它们带到地球附近，如带有负电荷的黄金与我们熟知的黄金具有相同的沸点，以及光谱图。唯一不同之处在于，反物质在地表会以9.81米/秒2的加速度进入太空。
他继续假设，当反物质与物质相接触时，化学吸引力是可以克服重力将两部分相结合的。在此基础上，他认为若是在靠近太阳系的区域内建造一个由一半物质、一半反物质组成的物体，而反物质则与太阳相排斥，就会使得物体中反物质的部分趋向于远离太阳，从而形成一个突出物。这个现象您听起来是否很熟悉呢？舒斯特试图用上述假设来解释彗星。幸运的是，人们在执行太空任务过程中，已有探测器登陆彗星并对其构成做出研究，这才否定了他的想法（即使长期以来人们一直怀疑其正确性）。
事实是，反引力物质只是一个美丽的猜想，它与后来发现的反物质没有任何关系。反物质与普通物质的不同之处在于，它具有相反电荷，而非具有反引力特性。
我们而今所知的反物质理论于1928年由物理学家保罗·狄拉克基于爱因斯坦的相对论首次提出。卡尔·戴维·安德森在1932年检测到了第一个反物质粒子。
现在我们回归之前的话题。
要强调的是，宇宙大爆炸理论背后的数学运算并不支持一切物质在宇宙之初聚集在一起的说法。事实上，人们预测在那时甚至还不存在时间或空间，并且物质的扩张是一次性发生的。
“这是什么意思？”
嗯，这个解释起来会有点复杂。
我们并不了解扩张以前的宇宙。我用的动词是“扩张”，并没有谈及大爆炸，因为爆炸意味着在其他地方存在一种干预物质，而在宇宙诞生之初还没有这种物质。
由于在大爆炸期间才出现时间这一维度，所以在宇宙开始膨胀的那一刻，应该为时间与空间的零时刻，而探究零时刻之前发生的事件则毫无意义。我知道，这些很难理解……而且您也不是第一个对上述概念持怀疑态度的人。(www.xing528.com)
如果您曾经在物理学研究中运用过数学方程，就能明白“零”的存在是多么令人苦恼，因为计算过程中常常充斥着数学意义上“荒谬”的结果。也就是说，物理定律在宇宙的零时刻无法发挥效用，人们只能使用一些零的近似值来进行相关推算。
现在人们使用的最接近宇宙大爆炸零时刻的时间为10-44秒，即0.000000 00000000000000000000000000000000000001秒，为节省数数的时间，直接告诉大家其小数点后一共包含43个零。
下面，就请大家准备好见识一些难以想象的数字吧。
在事物收缩过程中，温度会升高。哈勃设法计算出在宇宙初始时刻，其温度为1032摄氏度，大小在10-35米。第一次扩张过程中，宇宙的温度经过冷却，足以适合形成物质及反物质（质子、中子及其相应的反粒子）。自然界中的基本力（重力、电磁力，以及维持原子核集中在一起的两股核力量）也在这一时期形成……上述现象是完全合理的，因为如果物质都不存在，也就不会产生作用于其上的力了。
在膨胀开始的3分钟后，电子及其对应的反物质形成，正电子在释放光子（构成光和其余电磁辐射的粒子）的过程中开始相互湮灭，在碰撞过程中也会产生更多的电子及正电子。
“等一下，如果物质和反物质在形成后会相互湮灭……那么为什么不是所有粒子都被其相对应的反粒子分解掉呢？根据这个逻辑，宇宙中应该不存在任何物质了，因为每一个普通物质都会和其对应的反物质反应后被湮灭，对吗？”
您说得很有道理，这到现在都还是一个未解之谜。不过，我们已经有了一些可以帮助理解的理论。
有一种可能性是，在形成大量物质与反物质的过程中，它们彼此之间还没来得及相互湮灭，就因为空间的迅速扩张而被分开了。基于这个解释，宇宙中应该存在着反物质区域。
反物质区与普通物质区很难区分，因为它们发散辐射的方式相同。因此，在没有到达反物质区并与其进行接触观察湮灭反应情况之前，人们无从判断它是不是反物质区。不过，在物质与反物质距离十分相近的时候，它们相互作用会产生大量非电磁辐射的宇宙射线，这是由于原子核在以接近光速移动过程中所产生的爆炸性现象而产生。如，超新星或在包含十分活跃的超大质量黑洞的星系内部……有些宇宙射线甚至会对地球大气造成影响。虽然科学家们已经能够轻而易举地探测出这种射线，但仍然没有事实能够直接表明它们就是来自物质与反物质的湮灭反应区域。
现在，已经有一些科研项目旨在寻找反物质星系。
还存在一种可能性是，在物质与反物质形成的过程中，某种我们还不了解的机制会将反物质分解为其他类型的粒子。虽然还没有任何证据，但可以推测这种粒子是一种性质并非与普通物质完全相反的元素。
好的，我们继续宇宙大爆炸的讲解。
在大爆炸发生短短三分钟后，宇宙的温度下降幅度已经达到了10亿摄氏度，这意味着太空对人体来说已经足够冷了。大家是否还记得前文中提到的，质子与中子相结合后形成氢元素以外的第一种新型原子核，而这还只是一个十分松散的质子。在温度足够高时，氢原子核内发生聚变反应，生成氦元素（原子核内有两个质子），以及少量的锂元素（原子核内有三个质子）。在宇宙大爆炸发生20分钟时，核聚变逐渐停止，因为太空中的温度过低，原子内部也不再有聚合的现象。
自此以后的30万年中，宇宙中充斥着密集的等离子体（一种缺少电子的气态物质，带有电荷），以至于光线都无法传播。
在这之后，一切事物的发展都顺理成章了：氢气与氦气受自身引力影响逐渐积聚形成大片的气体云，在云层内部两种元素发生聚变反应而合成其他质量更重的新元素。而后，它们在爆发过程中以超新星的形式散布在宇宙中。这些元素也塑造了我们，让大家可以在这里静静阅读自己的起源。
“这个理论的确很好地解释了物质是如何形成的，以及我们何以处于当下的状态观察宇宙。不过，并没有相关证据来证实这些假设。我的意思是，如果一切事物都处于分离状态，就有理由相信在过去的某一时间点，它们是聚集在一起的……有没有任何迹象能够推断出宇宙在最初膨胀阶段的温度呢？嗯，可能是1032摄氏度？”
这个问题问得非常好，就像许多重要理论的证明一样，那些能够支持大爆炸理论的证据都是在偶然间被发现的。
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