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到，現(xiàn)代科學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)能為我們娓娓道來一個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)家們在天體物理學(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。

　　美國趣味科學(xué)網(wǎng)站按照時間順序，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，時間與空間，一切自此開始。大爆炸后最初的一二十萬年里，宇宙還處于嬰兒時期。至少要到宇宙大爆炸之后38萬年，宇宙的芳齡約為38萬歲時，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宇宙。

　　隨著宇宙和空間本身不斷膨脹，這些光的波長被拉伸到微波范圍內(nèi)，“搖身一變”，成為宇宙創(chuàng)生時的“大閃光”—宇宙微波背景輻射（CMB）。1948年，美籍俄國天體物理學(xué)家、大爆炸論的創(chuàng)立人之一喬治·伽莫夫曾經(jīng)預(yù)測，宇宙大爆炸應(yīng)該會產(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。

　　宇宙微波背景附屬是現(xiàn)代宇宙學(xué)的重要研究對象，同時也是一面墻，一個研究時間起源的壁壘，在它之外，是我們暫時無法研究的未知區(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，包括宇宙背景探險者衛(wèi)星（COBE）、威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）以及宇宙學(xué)家們此時此刻的“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。第一顆恒星誕生時傾瀉而出的輻射標(biāo)志著黑暗時代的終結(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，就像太陽為我們的地球提供能量一樣。我們都愛恒星。

　　太陽系的形成：非同尋常還是不足為奇？

　　在整個宇宙中，像太陽一樣金黃色的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一樣，作為單個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（太陽系以外的）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旋轉(zhuǎn)的軌道更近；還有五顆行星被包裹成一個比水星的旋轉(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)一個與我們的太陽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，有媒體報道稱，在我們的太陽系內(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啟動不屈不撓的復(fù)制過程：生命開始

　　科學(xué)家們在遠(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)化到一個擁有新陳代謝系統(tǒng)（提供能量）、一個能存儲信息、引導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)成、調(diào)節(jié)有機(jī)體每個功能并能自我復(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，分子因為種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，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，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)之間的某個時刻，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的原初基因組。真核生命的出現(xiàn)為其后所有更高級的生命形式，包括我們的出現(xiàn)打開了大門。

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