创世之光:光的前世今生和未来,带给我们哪些启示?

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光 , 是那样的普通 , 又是那样的奇特 。 它无处不在 , 人们甚至感觉不到它的存在 , 只有当它消失时 , 才发现它珍贵无比 。 白天 , 光明充满着世界 , 夜晚也有月光、星光和灯光 , 只有遮盖得严严实实的暗箱里 , 才失去了光 。 在那个完全没有光的世界 , 似乎一切都消失了 。
在没有科学之前 , 没有人思考和探寻光从哪里来 , 又到哪里去 , 似乎它本来就这样一直存在 , 没有过去 , 也没有未来 。 随着对光的认识越来越深刻 , 人们才发现 , 原来光有那么多奇妙的个性 。
某种意义上说 , 是光创造了我们认知的世界 , 最终也将随着世界的毁灭而消失 。 现在我们就来了解一下光的前世今生和未来 , 以及带给我们哪些启示 。
创世之光科学界公认的标准宇宙模型认为 , 大爆炸出现在138亿年之前 , 在真空量子涨落中出现了不对称的奇点 , 奇点爆发诞生了宇宙 。 在大爆炸普朗克时间之前 , 也就是1000亿亿亿亿亿分之一秒(10^-43秒)之前 , 宇宙温度无限高 , 密度无限大 , 体积无限小 , 是人类物理定律无法认知的世界 。
人类对宇宙的认识 , 或者说未来有可能认识在普朗克时间之后 , 那时候的宇宙已经膨胀到了普朗克尺度 , 也就是1000亿亿亿亿分之一米(1.6*10^-35米);温度下降到了普朗克温度 , 也就是1亿亿亿亿K(10^32K);密度下降到了每立方厘米1百万亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿克(10^94克/cm^3) 。
普朗克时间之后 , 已知统治世界的四种基本力才开始依次出现 , 亚原子粒子也随着宇宙的继续冷却而依次出现 。 但在相当长一个时期 , 宇宙仍然处于高温高密度状态 , 电磁辐射 , 也就是光的集合体 , 依然无法溢出 , 因此 , 那时的宇宙是黑暗的 , 不透明的 。
一直到38万年后 , 宇宙温度降低到了3000K , 电磁辐射才得以脱耦而出 , 宇宙辐射出了第一缕光 。 从此 , 宇宙开始变得透明 , 早已经荡漾在粒子汤中的电子、质子、中子开始合成出最简单的原子 , 真正的物质开始出现了 。
因此 , 可以说是光的出现 , 才有了今天被人类观测到的世界 。 理论上光是物质转化为能量的表现 , 而今天所有的物质则又是宇宙大爆炸能量转化而来 。
光塑造了彩色世界本质上 , 光是电磁辐射 , 是宇宙能量的一种传播方式 。 我们通常说的光是指可见光 , 就是人眼能够感受到的光 , 是电磁辐射中极小的一个片段 。 电磁辐射波长从阿米级(10^-18米)到公里级 , 其中可见光只占据380纳米~760纳米这么一小段 。
而在可见光波段的前后 , 存在着波长最长的无线电波(包括长波、中波、短波、微波) , 波长从数公里到1毫米;还有红外线 , 波长在760纳米到1毫米之间;比可见光更短波长的电磁辐射有紫外线、X射线、γ射线 , 一个比一个波长短 , 最短的伽马射线波长小于0.1纳米 , 一直到阿米级 , 甚至更短 。
这些电磁辐射都可以称为光 , 因为它们的传播媒介都是光子 。 只不过人类除了可见光 , 对于其他的电磁辐射都无法看见 , 这些看不见的低能和高能光 , 可以称为不可见光 。 虽然人眼无法看到除可见光以外的电磁辐射 , 但通过各种现代科学仪器设备 , 就能够接收或“看到”这些不可见光 , 如示波仪、电磁辐射测量仪、射电和射线望远镜、X光机等等 。
人类就是依靠这些光 , 来感知和“看到”这个世界 。 而人类从古到今 , 主要是依靠可见光来感知感受这个世界 。 这是由于可见光是地球生命孕育和生存的最基本条件 , 而人类和许多动物为了适应地球环境 , 进化出了对可见光感光的视觉系统 。
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