大家好！这里是天天听好书。今天我们要讲的是，化学工业出版社2023年2月出版的《大爆炸：宇宙通史》。

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作者帕特里克·摩尔是英国著名天文学家。本书介绍了宇宙的开端和演化。空间，时间，以至整个宇宙，都是在137亿年前的一场大爆炸中产生的。从大爆炸开始，宇宙就快速地膨胀着。从最初的基本粒子，逐渐形成了原子和分子。经过漫长的演化，形成了恒星、星系和行星。而且，出现了各种生命。书中，按照事件发生的顺序，清晰地描述了这一过程。不仅解释了这一切是如何发生的，而且，也描述了未来的宇宙演化。

全书共七章。这里要讲的内容来自第一章的“时间的开端”和“宇宙的尺度”，介绍时间和空间的产生以及宇宙的大小。那么，时间和空间是如何产生的？宇宙究竟有多大？这就是今天要讲的内容。

时间、空间和整个宇宙，都是在137亿年前出现的，而且，是在一次大爆炸中出现的。在最开始的时候，宇宙中没有行星，没有恒星，也没有星系，只有混乱的基本粒子，也就是比原子还小的粒子。这些粒子填满了宇宙。而且，整个宇宙的温度，高得让人难以置信。后来，宇宙开始膨胀，逐渐演化成我们今天看到的样子。

在大爆炸刚刚发生后，也就是在宇宙开始的那一刻，空间和时间就诞生了。基本物质也诞生了。讨论宇宙大爆炸之前的时间，是没有意义的。这是因为，那时候，时间还没有开始。

同样，今天，我们探索宇宙的时候，要问宇宙大爆炸在哪里发生，也是没有意义的。这是因为，空间也是伴随着宇宙大爆炸而产生的。在宇宙形成以前，是没有空间的。

还有一个问题是“宇宙有多大？”对于这个问题，有两种可能的答案。宇宙或者是有限大，或者是无限大。如果宇宙是有限大，那么，宇宙的外面是什么？这个问题其实没有意义。空间只存在于宇宙中。因此，按字面意思，宇宙就没有“外面”一说。另一个答案认为，宇宙是无限大的。实际上是说，宇宙的大小是无法确定的。我们不能用日常的用语，来解释无限。

如果设想，宇宙的大小是有限的，那么，我们立刻就会想到宇宙的边界。有的数学家认为，宇宙是有限的，但是，却没有边界。可以用一个比喻来说明。假如有一只蚂蚁，在一个气球上爬行。气球的表面是弯曲的。蚂蚁沿着一个方向，一直爬行，那么，它永远都不会遇到障碍。因此，就可以走过无限的距离。这是因为，虽然地球的大小是有限的，但是，蚂蚁完全不会察觉到。与这个比喻相似，如果我们搭乘一艘强大的太空飞船，沿着自认为的直线，一直飞行，那么，我们永远不会到达宇宙的边缘。但是，这并不意味着，宇宙是无限的。这是因为，宇宙空间也有可能是弯曲的。

现在，可以确定地说，人类能够观测到的宇宙，大小是有限的。这是因为，根据目前的测算和估计，宇宙的年龄只有137亿年。在可以观测到的宇宙中，最远的地方的光线，刚刚到达我们这里。那个地方距离我们，正好有137亿光年那么远。事实上，有很多原因，使我们永远不会看得那么远。可以确定的是，宇宙的尺度一定比我们看得见的部分要更大。

宇宙中最远的地方，距离我们有137亿光年，这就是宇宙的尺度，这是天文测算的数据。但是，我们很难真正理解宇宙的这个尺度。我们可以充分理解伦敦到纽约之间的距离，甚至也可以理解地球和月球之间的距离。地球和月亮之间的距离，是38万公里。这是地球周长的10倍。许多人一生中搭乘飞机飞行的距离，比这个还要远。但是，太阳和地球之间的距离是1.5亿公里。如何才能真正理解这么远的距离？距离我们最近的恒星，是在4.2光年以外。这个距离就更难以理解。星系要比这个远得多。太阳系处在银河系中。距离银河系最近的星系，是仙女座星系。仙女座星系距离银河系，超过200万光年。

另一方面，在宇宙的微观尺度上，想要看到单独的原子，也同样困难。这是因为，只有通过特制的显微镜，才能观察到单独的原子。在原子尺度上，物理学家是用量子力学来解释的。那么，在宇宙中，总共有多少个原子呢？有的学者估计，宇宙中原子的数量，可以达到10的79次方。也就是说，1后面跟着79个0。

物理学家认为，原子是由三种更基本的粒子组成，也就是质子、中子和电子。其中，每一个质子，携带着一个单位的正电荷，中子不带电。每一个电子携带着一个单位的负电荷。电子的质量要小得多。

经典理论认为，原子中的这些粒子，就像一个微型的太阳系。在一个原子中，质子和中子处在中心，构成原子核。在原子核的外围，有电子围绕着。这些电子处在旋转的状态。原子核带有正电荷，围绕着原子核旋转的电子，携带着负电荷。在一个原子中，正电荷和负电荷的数量，总是相等的。在原子中，电子带有负电荷，原子核带有正电荷，因此，在电子和原子核之间，存在着吸引力。这种吸引力把电子束缚在轨道上。

在一个原子中，处于外层的电子，容易发生化学反应。这是因为，这些电子距离原子核比较远，受到的吸引力也比较小。

在宇宙中，有多种不同的原子。同一种原子，都包含有相同数量的质子。不同的原子，包含有不同数量的质子。每一种原子中包含的质子的数量，叫做原子的序数，也叫做元素。例如，氦原子有2个质子和2个电子，它的原子序数就是2。而碳原子的原子序数是6。重元素含有更多的质子和电子。铀是地球上最重的自然元素，它的原子序数是92。

在20世纪早期，流行的看法认为，质子和中子都是实体粒子。但是，今天，事情变得不那么明朗了。物理学家认为，质子和中子不是由粒子组成的，而是由类似电磁波的那样一种波，构成的。这是因为，只有这样，才能解释很多奇怪的现象。这个理论被叫做波粒二象性。

同时，实验表明，电子是不可再分的。但是，质子和中子可以被分成更小的粒子，也就是夸克。现在，物理学家认为，夸克是最基本的粒子。没有人看见过夸克。但是，科学家知道，它们一定存在。这是因为，研究人员在粒子加速器中，探测到了夸克这种粒子。粒子加速器能够以极高的速度，撞击质子，并且，使质子分裂。在这些实验中，科学家们观察到，质子在受到撞击的时候，会分裂为更小的粒子。科学家把这种粒子，叫做夸克。

在自然界，找不到单独存在的夸克。科学家探测到的，都是两个夸克连接在一起，或者是三个夸克连接在一起。

在宇宙刚刚开始的时候，温度极其高。这些夸克带着巨大的能量，自由飞翔。后来，随着宇宙的膨胀，温度逐渐降低。夸克在碰撞的过程中，相互结合，形成质子。质子之间相互碰撞和结合，形成了稳定的原子核。随后又形成了各种各样的原子。

后来，随着宇宙进一步膨胀，温度进一步下降，相邻的原子在吸引力的作用下，聚集成大大小小的团块。这些团块在旋转中，逐渐凝聚。后来，经过漫长的时间，演化成了今天看到的宇宙中的各种星系。

总之，在137亿年前，在一场宇宙大爆炸中，诞生了时间、空间和基本粒子。随后，宇宙极速膨胀，经过漫长的时间，演化成今天的样子。现在，在可以探测到的宇宙中，距离我们最远的地方，有137亿光年。这就是宇宙的宏观尺度。

好了！想了解更多内容，建议打开《大爆炸：宇宙通史》这本书。感谢你天天听好书，我们下期见！