7、【假说的证明】

张奕轩歪着脑袋想了想道：“通过观测星系红移就能判断出宇宙大爆炸，这听起来好像有点草率吧。大家就这么信了么？”

谢思淼笑道：“小轩，你问得问题很好诶，大爆炸一开始只是一个理论的假说，确实需要很多证据来证明的，所以从那以后天文学家和宇宙学家就开始寻找各种证据来证明了。”

李元道：“正如小轩所说，确实并不是所有人都相信大爆炸这个说法，一直到现在都是如此。

当时，天文学家弗雷德-霍伊尔，他就拒绝接受大爆炸这个说法。

他跟其它几名天文物理学家一起，建立了一个新的模型，叫稳恒态宇宙。”

“稳恒态宇宙？”

“对，这个模型认为，宇宙不是从一个点膨胀起来的，而是由于物质不停地在膨胀的空间中产生，因此在无限大的宇宙中，物质的总体密度仍然是均匀的。”

“哦，物质一边膨胀一边产生，这好像也有点道理。”

“作为一个理论模型，这确实很有道理，不过这个理论模型也同样需要证据来支持。

事实上，相比而言，让理论物理学家们更感兴趣的，还是大爆炸理论模型。

二战以后差不多十来年的时间里，好多理论物理学家都开始关注大爆炸理论，想尽方法来证明这个理论的正确性。”

张奕轩道：“那怎么才能证明这理论是正确的呢？”

张宇用勺子从火锅中捞了些羊肉放到李元盘子道：“老师您多吃点，这个问题我来帮你解答吧。”

李元笑着说：“好！好！”他提起筷子吃起了盘子里羊肉。

张宇放下嫂子，思忖片刻，这才说道：“首先，人们最关心的一个问题是，我们今天宇宙中所见到的各种各样，不同类型的原子是如何从原初的高温等离子体中产生出来的。”

“高温等离子体？”

“就是由质子、中子、电子、光子组成的又小又致密的物质形态。

当时，应该有三个很著名的科学家在做这个事，其中两个是阿尔菲和赫尔曼，另外一个我忘记叫什么名字了。”

谢思淼道：“另外一个叫伽莫夫，这三人都是很著名的理论物理学家。”

“对，就是伽莫夫，”张宇点了点头，“他们解释了氦和氢同位素的原子核是如何由质子和中子结合形成的。”

“这个我倒是知道，我的那本宇宙绘本里说，原子核是由质子和中子组成的，氦和氢是最轻的两种元素。”张奕轩道。

“对，所以说只要弄明白这两种元素的原子核是如何产生的，就可以弄明白其它各种元素是怎么产生的了。”张宇道。

张奕轩似有所悟地点了点头道：“我知道氢和氦是太阳的主要组成部分，太阳核聚变又可以产生其它各种元素。所以科学家只要弄明白氦和氢怎么来的就可以了。”

谢思淼笑着说：“师兄，你这个儿子很聪明呀！不过那时候的科学家可没有弄明白重元素产生的机理，这是后来才弄明白的。”

“阿姨，夸奖小孩子，不要简单地夸奖他聪明，而应该夸他善于思考，喜欢动脑筋，”张奕轩道。

这句话把大家都给逗乐了。

谢思淼更是笑得合不拢嘴道：“可别叫我阿姨，得叫我姐姐，我还年轻着呢。”

“你叫我爸爸是师兄，我要是叫你姐姐，那岂不是要乱了辈分？”

大家更是哄然大笑。

张宇笑道：“你思淼姐让你叫姐姐，你就叫姐姐，我批准了。”

谢思淼得意道：“你听，你爸都同意了，你还有什么好说的？”

张奕轩道：“叫就叫吧，思淼姐，那你给我说一说，这三位科学家是怎么解释氢和氦这两种原子核是怎么产生的？”

谢思淼道：“好吧，我来给你解释解释，这事儿还要追溯到宇宙大爆炸最初的三分钟时间内。

这段时间，高温等离子体迅速膨胀，温度冷却到大概十亿开尔文以下。”

“开尔文？这是什么？”张奕轩不解道。

陈芸在一旁给他解释道：“开尔文是一种温度单位，跟摄氏度类似。

我们人类的体温大概是三十七度左右，这就是摄氏度。摄氏度规定水结成冰是零度，水沸腾变成水蒸气是一百度。

开尔文则是开氏温标下的温度单位，采用绝对零度作为零点。绝对零度是分子永远无法冷却到的温度，这个温度等于零下273摄氏度。”

“那一开尔文度跟一摄氏度，哪个更大？”

“它们两个一样大。”

“啊？两个一样大，这么说来十亿开尔文也是很高的温度呀！”张奕轩脸上露出惊讶之色。

谢思淼道：“可不是嘛！不过，这比大爆炸刚开始的时候，温度已经低很多了。

当时，阿尔菲和赫尔曼两个人，通过计算得到了用这种方式形成的氢原子与氦原子的数目比率。”

“哇，这个怎么计算？”

“很复杂，说实话，姐姐我也不是很清楚这个计算过程，不过你要是感兴趣的话，以后可以查找跟这计算相关的资料，应该都有的。”

“好吧，那么他们计算出来之后，做什么用呢？”

“他们计算出来之后发现，这个比率与宇宙中观测到的氢氦两种原子的比率十分吻合。

这样的话，就进一步支持了宇宙大爆炸假说。

不过，正如刚才思淼所说，对于更重的元素是如何形成的，当时没人能够给出解释，因为实验证明，五到八个质子和中子组成的原子核是很不稳定的。

因此一些人对大爆炸假说提出了质疑。

当时著名的理论物理学家费米和他的同事们就没有接纳大爆炸理论。”

“费米？就是那个费米悖论的发明人吗?”张奕轩问。

张宇道：“嗯，就是他！有关费米悖论这个问题也很有趣，以后有时间了我再跟你说。”

张奕轩不住点头。

“有关氢原子的生成以及最近天文观测说到的第一束光我还不是很明白，能帮我也科普科普吗？”陈芸饶有兴趣地问。

张奕轩道：“原来妈妈也有很多问题。”

陈芸笑道：“是啊，妈妈不懂的还有很多呢。”

这时，李元已经把盘子里的羊肉都吃完了，他放下筷子喝了一口啤酒道：“这个问题稍微有点复杂，还是我来给你们讲吧。”

张奕轩道：“好啊好啊！我就喜欢李爷爷讲得。”