你或许听过恐龙灭绝的悲壮,但未必知道21亿年前,地球曾发生过一场更惨烈的生命浩劫。 那场灾难几乎把当时地球上所有生命“一键删除”。而凶手,竟是我们如今赖以生存的氧气。 21亿年前的地球,和现在是两个世界。 那时候,你深吸一口气,吸进去的全是甲烷、二氧化碳和氮气——没有氧气。海洋里住着的全是无氧呼吸的古菌和细菌,它们安安稳稳繁衍了十几亿年,日子过得挺好。 没人能想到,一场悄无声息的革命,正在海洋深处酝酿。 蓝藻登场了。 这种不起眼的微生物,掌握了光合作用的魔法。它们吸进阳光,吐出氧气。 一开始没事。海洋里有大量的铁离子和硫化物,像海绵一样把氧气吸干。铁生锈,沉到海底,一层一层叠起来。我们今天看到的那些条带状铁建造,就是当年那场“氧气清理”的现场记录。 可海绵总有吸满的一天。 当海洋里的铁和硫都被氧化干净,多余的氧气无处可去,开始涌向大气。 灾难开始了。 对当时的绝大多数生命来说,氧气不是生机,是剧毒。 就像把你突然扔进充满毒气的房间。那些靠无氧呼吸活了几十亿年的古菌和细菌,成片成片地中毒死亡。海洋里的生命数量锐减90%以上。 热闹了十几亿年的无氧生命王国,一夜之间变成死寂的氧气荒漠。 更狠的还在后面。 大气中的甲烷被氧气氧化,温室效应瞬间崩盘。地球温度骤降,进入了长达数亿年的“休伦冰期”。 整个地球被冰层包裹。从两极到赤道,全是冰。残存的生命只能躲在火山口、热泉边,在极端环境里苟延残喘。 那是地球生命史上最接近“全盘清零”的时刻。 看到这儿你可能要问:这故事怎么没个好消息? 好消息在几亿年后。 冰层融化,氧气留了下来。那些熬过浩劫的生命,演化出了新的能力——它们学会了利用氧气,把毒药变成能量。需氧生物崛起,从单细胞到多细胞,从海洋到陆地,一路演化出我们今天看到的整个世界。 包括你。 但让人细思极恐的是另一件事。 这场“氧气灾难”不是偶然。科学家发现,21亿年前蓝藻的大爆发,很可能和板块运动有关。火山喷发带来的磷元素,给蓝藻提供了疯狂繁殖的养分。 地球的命运,从来都被地质活动、环境变化牢牢掌控。哪怕是一次小小的火山喷发,都可能引发一场持续数亿年的致命连锁反应。 如今我们站在食物链顶端,享受着氧气带来的生机,却很少想起21亿年前那场惨烈的“生命删除事件”。 它像一面镜子,照出地球生命的脆弱。 我们赖以生存的环境,并非永
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你身体里的碳原子可能来自于几十亿年前一颗恒星的内核,你呼吸的氧气诞生于宇宙诞生的最初几分钟。而你现在能够思考这个问题的大脑,它的存在本身就是138亿年宇宙演化的奇迹。这听起来像科幻小说对吗?然而这就是现实的科学。今天我将带你走进宇宙最壮丽的故事:大爆炸理论。 一个关于时间、空间、物质如何从无到有的终极传奇准备好了吗?我们即将踏上一段138亿年的时空之旅。从一个比原子核还要小无数倍的奇点到今天这个充满星系、行星和生命的浩瀚宇宙。 什么是奇点?简单来说奇点就是我们宇宙的出生证明上的第一个时刻。想象一下把整个可观测宇宙所有的星系、恒星、行星甚至空间本身全部压缩到一个比质子还要小的多的点里,这听起来完全不可能对吧?但这就是138亿年前宇宙的真实状态。 在这个起点里温度高的无法想象,密度大的超出我们的理解范围。我们平时熟悉的物理定律在这里在这里完全失效,时间和空间的概念在这里也没有意义,因为时间和空间本身就是从这个奇点中诞生的。 你可能会问起点之前是什么?这个问题就像问北极的北边是什么一样,因为时间本身就是从大爆炸开始的,所以“之前”这个概念在这里根本不存在,这不是我们的想象力不够,而是现实就是如此奇妙。 但是奇点并不是永恒静止的,在某个我们无法确定的瞬间这个起点开始了它的表演,宇宙大爆炸正式开始了。现在让我们来到宇宙诞生后的第一秒钟,注意我说的不是第一分钟也不是第一毫秒,而是第一秒钟里发生的事情。这一秒钟里发生的变化比人类文明史上所有的变化加起来还要剧烈。 在大爆炸后的10的-36次方秒到10的-32次方秒之间,这个时间短得你眨一次眼的功夫都相当于永恒,发生了一件改变一切的事情-宇宙爆胀。 什么是爆胀?想象你有一个气球,你用最快的速度给它充气,但宇宙的爆胀比这要疯狂的多。在这短短的瞬间里宇宙的尺寸增长了至少10的26次方倍,这意味着什么?一个原子核大小的区域瞬间变得比篮球还大。这听起来违反了爱因斯坦的相对论吗?毕竟毕竟相对论告诉我们没有什么能超过光速。 但这里有个巧妙之处,爆胀理论中超光速的不是物质,而是空间本身。空间在疯狂的膨胀,就像一个正在被吹大的气球,那问为什么会发生爆胀?科学家们认为这是由一种叫做爆胀子的量子场驱动的。这个场在极短的时间内释放了巨大的能量,推动空间急剧膨胀。当爆胀结束时,这些能量转化为热能和物质,为后续的宇宙演化提供了原材料。
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