盤點(diǎn)十大驚人起源事件：從宇宙大爆炸到文明的出現(xiàn)

　　或許我們還未曾意識(shí)到，現(xiàn)代科學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)能為我們娓娓道來一個(gè)連貫一致的起源故事了，而十年前它還無法做到這一點(diǎn)。隨著科學(xué)家們?cè)谔祗w物理學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、地理學(xué)和古人類學(xué)等方面取得的新突破和新發(fā)現(xiàn)層出不窮，一個(gè)以宇宙大爆炸為發(fā)軔的宇宙和人類起源故事逐漸鋪展在我們眼前。這個(gè)故事既是一種將人類囊括其中的新的宇宙學(xué)，也是一段科學(xué)史詩(shī)。

　　美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站按照時(shí)間順序，為我們列出了與人類起源有關(guān)的十大事件。

　　宇宙創(chuàng)生時(shí)的“大閃光”：宇宙微波背景輻射的起源

　　宇宙學(xué)家們此前已經(jīng)可以認(rèn)定，我們的宇宙誕生于大約138億年前的一次大爆炸，時(shí)間與空間，一切自此開始。大爆炸后最初的一二十萬(wàn)年里，宇宙還處于嬰兒時(shí)期。至少要到宇宙大爆炸之后38萬(wàn)年，宇宙的芳齡約為38萬(wàn)歲時(shí)，宇宙冷卻到3000K（約為2726攝氏度）左右。這一溫度足以讓身處高度激發(fā)狀態(tài)的電子依附到原子核上并形成原子物質(zhì)。這一過程制造出了無數(shù)位于可見光范圍內(nèi)的光子，這些光子填滿了整個(gè)宇宙。

　　隨著宇宙和空間本身不斷膨脹，這些光的波長(zhǎng)被拉伸到微波范圍內(nèi)，“搖身一變”，成為宇宙創(chuàng)生時(shí)的“大閃光”—宇宙微波背景輻射（CMB）。1948年，美籍俄國(guó)天體物理學(xué)家、大爆炸論的創(chuàng)立人之一喬治·伽莫夫曾經(jīng)預(yù)測(cè)，宇宙大爆炸應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生這樣一種宇宙微波背景輻射，而且，微波背景輻射也成為支持宇宙大爆炸理論的重要證據(jù)之一。

　　1964年，美國(guó)射電天文學(xué)家阿諾·彭齊亞斯與羅伯特·威爾遜共同發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸在現(xiàn)今宇宙中的回響—宇宙微波背景輻射，這使得宇宙大爆炸理論成為宇宙學(xué)研究中被公認(rèn)的理論基礎(chǔ)，他們也因此榮膺1978年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。

　　宇宙微波背景附屬是現(xiàn)代宇宙學(xué)的重要研究對(duì)象，同時(shí)也是一面墻，一個(gè)研究時(shí)間起源的壁壘，在它之外，是我們暫時(shí)無法研究的未知區(qū)域。

　　自從宇宙微波背景輻射“現(xiàn)形”之后，科學(xué)家們開始使用各種太空設(shè)備，包括宇宙背景探險(xiǎn)者衛(wèi)星（COBE）、威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）以及宇宙學(xué)家們此時(shí)此刻的“香餑餑”—由歐洲空間局發(fā)射的普朗克衛(wèi)星來研究宇宙微波背景輻射，這些研究為科學(xué)家們提供了大量與早期宇宙和其最深層的結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息。

　　黑暗時(shí)代終結(jié)：第一顆恒星誕生

　　大爆炸后，宇宙經(jīng)過大約4億年的膨脹，此時(shí)的溫度讓引力足以開始將氫氣云合并成恒星，并誘發(fā)了第一次核聚變。第一顆恒星誕生時(shí)傾瀉而出的輻射標(biāo)志著黑暗時(shí)代的終結(jié)，而且，這些輻射也讓附近的氫氣云離子化。這些再次被離子化的氫氣云是第一顆恒星的“指紋”，在類星體的光譜標(biāo)志、宇宙微波背景輻射的偏振以及氫氣21厘米的發(fā)射譜線內(nèi)都可以看到。

　　第一顆恒星的誕生是宇宙生命的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：從那時(shí)開始，宇宙呈現(xiàn)為我們今天所看到的面貌—行星系統(tǒng)環(huán)繞在由恒星組成的星系周圍。恒星承擔(dān)了宇宙中最重要的部分工作：它們制造出了比氫更重的元素；制造出了行星作為其組成部分；而且，它們?yōu)檫@些行星提供能量，就像太陽(yáng)為我們的地球提供能量一樣。我們都愛恒星。

　　太陽(yáng)系的形成：非同尋常還是不足為奇？

　　在整個(gè)宇宙中，像太陽(yáng)一樣金黃色的G類恒星（科學(xué)家們依恒星光譜的類型，把恒星分成O、B、A、F、G、K和M等類型）可謂恒河沙數(shù)，但只有很少的幾顆恒星能像太陽(yáng)一樣，作為單個(gè)的恒星存在且包含所有92種天然元素。

　　天文學(xué)家們通過對(duì)（太陽(yáng)系以外的）外部行星進(jìn)行研究，獲得了充分的證據(jù)，結(jié)果表明，實(shí)際上所有的恒星都會(huì)形成行星系統(tǒng)作為其組成部分，這也與目前的恒星形成理論相吻合。

　　但是，我們迄今觀察到的行星系統(tǒng)大部分看起來很奇怪而且不適合生命生存，例如，有些行星系統(tǒng)擁有大小與木星相當(dāng)?shù)男行?，該行星圍繞其恒星旋轉(zhuǎn)的軌道比水星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的軌道更近；還有五顆行星被包裹成一個(gè)比水星的旋轉(zhuǎn)軌道更小的空間。迄今為止，天文學(xué)家們?nèi)匀粵]有發(fā)現(xiàn)一個(gè)與我們的太陽(yáng)系一樣有序而且擁有好的巖石行星（位于適合液態(tài)水和生命生存的最佳位置）的太陽(yáng)系系統(tǒng)。

　　那么，在浩渺的宇宙中，我們的地球的位置有多特殊呢？

　　2013年11月26日，有媒體報(bào)道稱，在我們的太陽(yáng)系內(nèi)，存在著大約800億到900億顆與地球類似的行星，占所有星星的5%，這一消息意味著智能生命或許隨處可見，因此引發(fā)了廣泛關(guān)注。然而，科學(xué)家們迄今還未在地球之外的地方發(fā)現(xiàn)生命，或生命存在的相關(guān)證據(jù)，因此，在蒼茫的宇宙中，地球究竟是鳳毛麟角還是多如牛毛；人類是獨(dú)一無二還是遍地開花等問題一直懸而未決。

　　DNA啟動(dòng)不屈不撓的復(fù)制過程：生命開始

　　科學(xué)家們?cè)谶h(yuǎn)古的巖石中發(fā)現(xiàn)了碳12（C12），這表明，在大約38億年前，生命開始出現(xiàn)在地球上。這意味著，DNA或某些前體分子已經(jīng)結(jié)合而成，并開始了其不屈不撓的自我復(fù)制過程，驅(qū)動(dòng)生命的進(jìn)化，但這樣一種脆弱且復(fù)雜的分子是如何組合起來的呢？

　　現(xiàn)在，有機(jī)分子在宇宙中遍地開花。我們可以在恒星的光譜標(biāo)志以及氣體云中發(fā)現(xiàn)其“芳蹤”。另外，研究表明，1969年掉落在澳大利亞默奇森附近的默奇森隕石，包含有92種不同的氨基酸，其中大多數(shù)氨基酸從未在地球上出現(xiàn)過。然而，從氨基酸進(jìn)化到一個(gè)擁有新陳代謝系統(tǒng)（提供能量）、一個(gè)能存儲(chǔ)信息、引導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)成、調(diào)節(jié)有機(jī)體每個(gè)功能并能自我復(fù)制的遺傳系統(tǒng)的活體有機(jī)物是一個(gè)巨大的飛躍。

　　生命可以在任何地方出現(xiàn)嗎？還是，這只是一種機(jī)緣巧合，分子因?yàn)榉N種巧合相遇從而孕育出生命；又或者，是否在宇宙中存在著某些基本的組織原則，驅(qū)使物體朝著復(fù)雜化方向發(fā)展？我們現(xiàn)在還不知道答案。生命的起源問題也一直是所有科學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。

　　大氧化事件、雪球地球：兩大危機(jī)催生真核生物

　　大約25億年前，地球上的生命遭遇了最大的生存危機(jī)，那時(shí)，大氣層從以二氧化碳為主轉(zhuǎn)變到以氧氣為主。此前，地球上的生命都是原核生命，與細(xì)菌類似，主要依靠二氧化碳為生，但進(jìn)行光合作用的細(xì)菌使用二氧化碳并產(chǎn)生了有毒的氧氣，這些氧氣最終充滿了整個(gè)大氣，這就是所謂的大氧化事件（Great Oxygenation Event ），也被稱為氧化災(zāi)變。大氧化事件使地球上的礦物成分發(fā)生了變化，也使日后動(dòng)物的出現(xiàn)成為了可能。

　　屋漏偏逢連夜雨，使事情更加惡化的是，大氣中二氧化碳濃度的下降致使地球陷入一個(gè)巨大的深深的冰凍狀態(tài)，爆發(fā)了所謂的“雪球地球事件（Snowball Earth Event）”。那時(shí)，我們的地球除了赤道附近，其他地方完全被厚厚的冰層覆蓋，身處黑暗海洋中的生命幾乎全部滅絕。然而，在這兩大危機(jī)之間的某個(gè)時(shí)刻，一種全新且更加復(fù)雜的生命形式出現(xiàn)了：真核生物。

　　1967年，美國(guó)生物學(xué)家林恩·馬古利斯首次指出，有些真核有機(jī)物能采用一種相互協(xié)作的方式融和在一起，她將這種方式稱為“內(nèi)共生”，她認(rèn)為，正是這種方法讓真核有機(jī)物在危機(jī)中存活下來。

　　我們現(xiàn)在都知道，動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的線粒體和植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體在被整合進(jìn)真核生物的細(xì)胞器之前，都曾經(jīng)是單獨(dú)存在的有機(jī)物。它們現(xiàn)在仍然攜帶有作為原核生物時(shí)的原初基因組。真核生命的出現(xiàn)為其后所有更高級(jí)的生命形式，包括我們的出現(xiàn)打開了大門。

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