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宇宙的起源與演化過程

2021-11-15由 醉問 發表于 歷史

宇宙大爆炸發生前,是沒有時間,沒有空間,也沒有物質和能量。突然有一天一個體積無限小的點爆炸了,宇宙誕生了,之後人類開始孕育,科學發展至今人類發現了宇宙正在膨脹,那麼宇宙會不會最後收縮起來呢?

總所周知

宇宙是

從“奇點”開始,大約在膨脹進行到10^-37秒時,產生了一種相變使宇宙發生暴漲,在此期間宇宙的膨脹是呈指數增長的。當暴漲結束後,構成宇宙的物質包括夸克-膠子等離子體,以及其他所有基本粒子。此時的宇宙仍然非常熾熱,以至於粒子都在做著相對論性的高速隨機運動,而粒子-反粒子對在此期間也透過碰撞不斷地創生和湮滅,從而宇宙中粒子和反粒子的數量是相等的(宇宙中的總重子數為零)。直到其後的某個時刻,一種未知的違反重子數守恆的反應過程出現,它使夸克和輕子的數量略微超過了反夸克和反輕子的數量——超出範圍大約在三千萬分之一的量級上,這一過程被稱作重子數產生。這一機制導致了當今宇宙中物質相對於反物質的主導地位。

任何落進黑洞的東西都會在奇點處毀滅,在外面只能繼續感受到它的質量的引力效應。另一方面,當考慮量子效應時,物體的質量和能量將會回到宇宙的其餘部分,黑洞和在它當中的任何奇點會一道蒸發掉並最終消失。

在大爆炸時,宇宙體積被認為是零,所以無限熱。但是溫度隨著宇宙的膨脹而降低。大爆炸後約一秒鐘,溫度降低約為100億度,這大約是太陽中心溫度的1000倍,即氫彈爆炸達到的溫度。

在大爆炸發生的幾分鐘後,宇宙的溫度降低到大約十億開爾文的量級,密度降低到大約空氣密度的水平。少數質子和所有中子結合,組成氘和氦的原子核,這個過程叫做太初核合成。而大多數質子沒有與中子結合,形成了氫的原子核。隨著宇宙的冷卻,宇宙能量密度的主要來自靜止質量產生的引力的貢獻,並超過原先光子以輻射形式的能量密度。在大約37。9萬年之後,電子和原子核結合成為原子(主要是氫原子),而物質透過脫耦發出輻射並在宇宙空間中相對自由的傳播,這個輻射的殘跡就形成了今天的宇宙微波背景輻射

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