厨房里的天文学

关于宇宙的起源一直是个大秘密，你一定听过“宇宙大爆炸”这个词。让我们用厨房爱好者最喜欢的甜蜜烘焙来解释一下大爆炸的经过。

假如你要烘焙一个美味的葡萄干面包，首先要在一个揉好的面团上点缀一些葡萄干。此时，黑紫色的葡萄干代表宇宙中的物质，面团代表宇宙的空间。当你把它们放进烤箱，在一旁观察等待的时候，你会发现随着烘烤的进行，面团会不断地膨胀，而葡萄干之间的距离也随之拉开，变得越来越远，但它们的整体分布依旧是均匀的。

这个烤面包的膨胀过程其实就是宇宙大爆炸的过程。在最初的时候，宇宙是一个极小的空间，所有的物质都聚集在里面，就像未烘烤过的面团和葡萄干一样。然后，宇宙开始从这个小空间不断地膨胀，于是各个天体之间的距离越来越远，就像烘烤过程中的葡萄干一样。这样的过程经历了大约137.8 亿年，才形成今天的宇宙。

如何分辨生鸡蛋和熟鸡蛋？最简单的办法当然是剥开看看，但是这样会破坏外壳。有一个好办法就是把鸡蛋放在光滑的平面上旋转，几秒钟后用手指轻触蛋壳，如果它立刻停下来就说明这是熟鸡蛋，如果它还要继续旋转几秒，那就是生鸡蛋。

为什么可以通过旋转来区分生鸡蛋和熟鸡蛋呢？这背后有一条物理学定律——角动量守恒定律。角动量是物理学中用来描述一个物体旋转时的动量，简单来说，角动量守恒定律就是：物体总是倾向于保持原来的运动状态，除非对它施加外力。当我们转动鸡蛋时，鸡蛋旋转而有了角动量，用手指触碰鸡蛋，就是用外力改变了鸡蛋的运动状态。熟鸡蛋里面已经凝固了，手指的外力让它停下来时，整个鸡蛋就停止转动了。而生鸡蛋里面还有可以自由晃动的蛋液，当手指让蛋壳停下来时，外力没有完全作用到里面的蛋液，因此蛋液仍然维持一些角动量，就会带动着鸡蛋继续旋转一会儿。

为什么宇宙中的星球都在不停地旋转呢？比如恒星、行星都在不停地旋转，其中一个主要原因就是角动量守恒，而这个角动量就来自地球形成初期的动量。46 亿年前形成地球的原始太阳系星云一边旋转一边聚集收缩，当地球形成时，自然就“分享”了一部分它的角动量，因此地球开始旋转，到目前为止，还没有出现足够强的外力作用使得它停止转动，所以地球不仅在几十亿年里不停地旋转，之后还会继续保持自转和公转。

没想到吧，通过厨房里常见的一枚鸡蛋，你可以窥见宇宙天体旋转的秘密。

（李萌萌摘自《知识窗》2024 年第 8 期）