今天，运用简单的逻辑系统，我们就能推导出宇宙爆炸的最初一瞬间所发生的详情细节。

多年以来，天文学家和物理学家们就在议论宇宙诞生的最初几分钟内所发生的种种现象。诺贝尔奖金获得者Steven Weinberg写了整整一本书：“最初三分钟”，详细描述了大爆炸之后仅仅180秒钟之内所发生的一切。现在，我们掌握了宇宙的生命还不到1秒钟时所发生的最引人注目的现象。使外行感到惊讶的是，科学家竟能追溯几十亿年，再现宇宙形成之初10^-36秒时的种种现象。那时，极微小的雏形宇宙由于迅速演变为质子的奇异而短命的粒子强烈的往复运动而聚集到一起。下面我们来看看宇宙形成之初10^-43秒时究竟是什么样子，那时，温度高达开氏10³²度，就是把10亿个初生的宇宙放在你手掌上，你也看不见它。

将1秒钟和宇宙150亿年的历史相比，犹如将—只变形虫和太阳系的直径去比大小。科学又如何能够重现150亿年前那一令人难以置信的短暂时刻内所发生的种种现象和物质演变的详细情况呢？这取决于现在发现的有关宇宙物质的物理定律。可以预言未来的定律同样也能重现过去。例如，从我们变冷的宇宙包含由氦和氢组成的炽热的恒星这一事实，你就可以推断，宇宙以前形成恒星时的物理条件，它过去一度肯定更加炽热，主要就是含有氦和氢。如果正如人们所确定的，宇宙在不断膨胀，那它一定是从一个点起源的。宇宙的热能必定是在将星系彼此分开时用来克服重力作用了。越往前追溯，宇宙越热。

按热力学原理，每当宇宙的半径增加一倍，它的绝对温度就降低到原来的二分之一。通过监测由形成宇宙时抛出的物质组成的星系发射的微波，科学家就可断定大爆炸后10^-43秒时的温度。

掌握了宇宙在各个演化阶段的温度，物理学家就可运用另一条热力学原理计算辐射密度。他们发现，如果温度为10¹²度，辐射密度就是物质密度的1000万倍。在这样条件下，我们所知的物质是无法存在的：如此强的辐射会破坏原子，使原子核蜕变。此时只有像中子、电子、质子、中微子之类的基本粒子可以存在。如果宇宙在其形成的10^-48秒时更热一些，基本粒子本身也会破裂为更基本的组成部分。

从时间推移来观察宇宙，发现它以极大的速度迅速向外扩展。宇宙膨胀的净效应看来就是使空间变得更加空虚。现在，越过空虚的空间，离我们最近的与我们同样大小的星系亦相距200万光年。像银河星团那样的星系群和银河星团之间的距离一直在增大，宇宙会不会永无休止地向外扩展呢？

宇宙学家认为，某一天重力会停止起作用，从而逆转这一膨胀现象。宇宙将要收缩，变得越来越密集，最后重新缩得小于一点，那时将发生另一次大爆炸。

宇宙是由疯狂旋转着的氢和氦原子云组成的。它们高歌狂舞了几亿——十几亿年，然后星系开始形成。有时，偶然的，出于重力的奇思逸想，原子会群集缩合。如果立刻聚集得十分紧密，相互间的引力将使它们聚合在一起，不再分散到空间。这样集聚的原子，又在氢、氦云中形成了密集的、孤立的云状物——星系的萌芽。这些原子缩聚区域，尚未形成恒星，称为原星系。在原星系内部，气体形成了（旋）涡流，通常它们都散逸。但是，一旦某一个涡流缩聚，就形成了一颗原恒星——恒星的萌芽。恒星胎收缩，变热，直到其核心发生核反应，此时，它变成了一颗发育完全的恒星。

由于原星系中越来越多的自由气体变成原恒星，原星系就变成为真正的星系。某一天，等这些恒星耗尽了核燃料，它们将毁于重力并坍缩，这时，星系就变成死恒星辽阔、黑暗的坟场。但是，因为一颗小小的红恒星就可以生存10¹³年，而宇宙形成至今才150亿年，所以我们所见到的大约1000亿个星系，还远远未到溘然消逝的年龄。

星系的形状千变万化，这取决于形成它的原星系的旋转速度。自旋的速度越慢，星系越接近于球形。椭圆星系那巨大的、微微发光的球体，其形状从正球体到蛋形，到阿司匹林片的扁平形不等。像我们银河系那样的旋涡星系是带有小小的球型核的扁圆盘状星系。恒星（平均1000万颗）主要集中于中央突起部和玩具风车那样的辐射臂上。

另一种旋涡星系，棒旋星系，也具有同样的风车状辐射臂，但它们是从圆形核所在的矩形物质聚集处辐射出来的。某些不规则星系无一定形状。

天文学家曾经认为，星系的不同形状代表它们的不同发育阶段；现在看来，不同形状的星系属于完全不同的种类。

约1000万年后，典型的原恒星从直径为10¹²哩的气体云浓缩区域收缩成比太阳略大一些、直径150万哩的氢原子聚集体。其核心温度高达开氏1000万度，致使质子猛烈碰撞，在恒星的中央部分发生核聚变，恒星变得更热、更亮。1700万年后——原恒星开始缩合2700万年后——它变成一颗主序星，按它在天文学家根据恒星的亮度和温度将恒星分类的赫罗图上的位置命名。一颗恒星一生中90%的时间是以不变的方式燃烧氢元素的主序星，主序星是从特别暗淡的恒星变为特别明亮的恒星的过渡阶段。我们的太阳在46亿年前变成了一颗主序星，它还将以这种类型存在40~50亿年。

当一颗恒星中心所有的氢通过聚变转变为氦后，它开始进入缓慢的衰老阶段。它变成一颗膨胀的红巨星：先是燃烧着的氢包裹着不燃烧的氦核，然后，燃烧着的氮包围着不燃烧的氧~碳核。在耗尽它的核燃料的过程中，恒星会膨胀，收缩，再膨胀好几次。如果是像太阳那样中等大小的恒星，它慢慢地由红巨星变为白矮星。按天文学家加斯特隆（Robert Jastrow）和M. H. 托姆帕松（Malcolm H. Thompson）推测，太阳最终将缩小到2倍地球大小，变得如此暗淡、寒冷、致密，一茶匙太阳物质就有10吨重。较大的恒星——至少比太阳大4倍——其结果将完全不同。

—颗恒星越大，其寿命越短，衰亡过程也更令人瞩目。所含的物质较多，恒星内的熔炉就燃烧得更快，用完其核燃料的过程也更快。巨大的恒星和较小的恒星一样，最终将变为红巨星，但它绝不会变成白矮星。拥有的物质较多会引起它们自身坍缩。坍缩产生了大量热量，使核炸裂。恒星爆发为一颗超新星，向空间喷出炽热的气体云和碎片，其中就含有恒星核在核聚变中生成的元素。

比太阳大八倍以上的更为巨大的恒星，最后发生灾变的方式又不尽相同。它们由碳组成的中央部分不是那么致密，不发生爆炸，只是越烧越热，温度升得越来越高，从而为聚变提供了能量。碳和氧逐步转化为较重的元素，最终变为铁。因为铁总是吸收能量，而不放出能量，它会扑灭恒星内部的熊熊烈火。恒星迅速缩小，然后爆发为一颗超新星。

超新星在天空中最终会比一个星系还要亮几十亿倍。有时超新星损毁了整个恒星，有时在它后面留下一块组成物质压缩得很紧密的碎块。这一碎块可能变成一颗中子星：作用于中子和电子的压力可使其核心最终变成一个直径20英里、纯粹由中子组成的碎状物。或者，这一碎块压缩得如此紧密，它的引力是如此之大，任何物体，甚至光线都无法逃避它的拉力，它变成了一个黑洞。

在我们星系中爆发的超新星，看上去犹如一颗明亮的新见星，肉眼就可看到。银河系中最近爆发的一颗超新星，1604年曾经轰动了欧洲；中国天文学家也在1054年记录了一颗超新星爆发。现在，在古代发现这一颗超新星的地点，现代天文学家发现了一块气体云，它正以1000哩/秒的速度向外扩展，这就是蟹状星云，它是9世纪前爆发的那颗恒星的残留物。

恒星就像一座座工厂，其中进行的核反应产生了较重的元素。几十亿年的岁月消逝了，星际介质——气体和尘埃——由于超新星爆发放出的那些元素而日益增加。尔后，气体和尘埃又缩聚成恒星，如我们的太阳；富含各种元素的宇宙尘也是组成我们行星的主要部分。

天文学家认为，行星是形成恒星时的“副产品”。原恒星中的物质碎片太大了，无法再随气体一起旋转。这些碎片转到原恒星外，变为绕着原恒星中层旋转的原行星。显然，宇宙中任何地方都会发生这一现象，整个宇宙可能存在几十亿颗行星。行星围绕着旋转的恒星发出的光线，使我们无法发现这些行星，但是，天文学家根据恒星轨迹的移动，就可推测其他太阳系的存在。

犹如所有会形成行星的原恒星，我们的原始原恒星开始也是一个炽热的核，它形成了太阳、温度较低的外层形成了行星。当核热到一定温度一开氏1000万度时——核反应开始了，我们的太阳就这样诞生了。旋转着、将形成行星的小碎块，组合在一起，形成了越来越大的实体，等它们大到一定程度，足以自身产生引力时，体积迅速增长，形成了行星。无人可知，太阳究竟是在行星完全形成之前，还是之后才点火燃烧的。

形成行星的太阳云主要含有氢和氦，但它也含有所有已知的元素和大多数化合物。巨大的行星——木星，土星，海王星和天王星——主要是由氢和氦组成。因此，看上去它们很像恒星，只是它们的核还没有热到足以产生热核反应的程度，而这正是一颗恒星的标志。地球和与地球相似的行星——水星，金星和火星——是由岩石组成的坚固的行星，所含氢和氦甚少。天文学家们认为，太阳上发生的一次小爆炸，将内行星上的氢和氦都驱散了，但还剩下一些气态物质，和水、氨、甲烷等化合物一起被截留在一些岩石中。尔后，在我们的行星充分形成后，这些被截留的气体和化合物，于火山爆发时又被喷出，形成了地球的大气层和海洋。

生命是否是由这些无机化合物演化而来？实验室研究表明，氨、甲烷、水和氢在加热时会形成氨基酸，这是构成生命的基石。也许，在形成地球之后的数十亿年间，这些化合物在太阳光的照射下最终形成了氨基酸。氨基酸在海水中富集起来，终于形成了原始细胞。

星族中大部分都是双星。双星系由两颗十分接近的恒星组成，相互间的引力使一颗星绕着另一颗旋转。我们太阳系中差一点就可拥有两个太阳——大行星木星内的那只熔炉如果达到了可进行热核反应的温度，它就会成为一颗恒星——另一个太阳。

如果一颗恒星的生死存亡在宇宙的发展过程中只是一件不足挂齿的区区小事，那一个人的生命又具有什么意义呢？然而，“人类中心论者”对宇宙爆裂的最初一瞬间直至目前所发生的种种现象的解释，看来向我们揭示了一条不可抗拒的人类的进化历程——宇宙大爆炸产生了形成星系的气体，星系中形成的恒星散布出富含各种元素的碎片，它们形成了我们的行星，接着就开始了人类的进化史。

[Science Digest，1981年，5月]