科普达人告诉你什么是天体物理学，宇宙中的你和我到底有多幸运(2)

宇宙
牛顿之前的人一般认为，天上有天上的法则，跟地球上是完全不同的。而牛顿的万有引力定律是历史上第一个宣称不仅仅适用于地球，而且适用于整个宇宙的理论。他的理论还真的解释了天体运行。人们发现，天上和地上在这个定律眼中是平等的。可以想象，对当时的人来说，这是一个多么震撼的知识。
这个震撼一直保持到19世纪。那时候物理学家发现，每个化学元素的光谱都有自己唯一的特征。物理学家随便给一堆气体，他们拿光一照，看看吸收光谱，就能准确判断这里面都有些什么元素。
这个工具可太厉害了，物理学家马上就分析了太阳的光谱。到这时候物理学家才知道，原来太阳里的各种元素基本都是地球上也有的，无非是氢、碳、氧、氮、钙等等。只有一个元素地球上没有，就是“氦”元素。不过元素周期表里已经给它留了位置，而且现在人类也可以在地球上制造氦。

宇宙
这是人类第一次得知，原来构成太阳的物质不是什么神秘的东西，就是地球上也能找到的普通元素。再分析远处那些星星发光的光谱，结果也都是平常的元素。这是一个非常了不起的发现，科学家并未离开地球，但是他们知道了，别处的物质跟我们这儿的并没有什么不同。而且宇宙其他地方的物理定律也跟我们这里是一样的。考察太空深处的一个双星系统，它们的轨道在引力作用下互相影响，计算一下，轨道正好能用牛顿力学解释。
既然如此，我们就可以用同样的物理定律计算出了宇宙的起源，大爆炸。
我们已知的物理定律只能从宇宙起源10^(-43)秒之后开始起作用——这就是所谓的“普朗克时间”，人类已知的最小时间存在。物理学一共有四种基本相互作用，也可以叫四种基本力：引力、强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用。在普朗克时间之前，四种相互作用是统一在一起的，描述那样的状态需要把广义相对论和量子力学统一在一起，而这个工具现在人类还没掌握。