宇宙初始演化的奧秘

2021-01-14 百家號

宇宙大爆炸發生後是如何演化的?在138.2億年前,一個物質、時間、空間都捲曲成一個點,我們稱之為宇宙奇點。在某一個時間,宇宙奇點發生了大爆炸,我們的宇宙便開始進行了一個從極致熱到冷的演化過程。

宇宙大爆炸初始演化的過程

在大爆炸開始的一瞬間,宇宙就從一個普朗克時間達到了一個普朗克溫度。也就是宇宙在10的—43次方秒內溫度達到了10的32次方開爾文。科學家們定義普朗克時間是指時間量子間最小的時間間隔,沒有比這更短的時間了。

時間的最小單位是普朗克時間

普朗克溫度是溫度的基礎上限。現代科學認為:任何溫度超過普朗克溫度是毫無意義的!也就是說宇宙在最短的時間內達到了極致高的溫度!

溫度的最高上限是普朗克溫度

通過大爆炸,宇宙形成了一些基本的粒子。在宇宙早期,溫度極高,在100億度以上,物質密度也相當大。宇宙中只有中子、質子和中微子等一些基本粒子形態的物質。隨著宇宙溫度的下降,當溫度降到10億度左右的時候,中子開始失去自由存在的條件,它要麼發生衰變要麼與質子結合成重氫、氦等元素。化學元素就從這一時期開始形成了。

宇宙大爆炸後基本粒子形成

當溫度進一步下降到100萬度的時候,早期形成的化學元素過程結束,宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度的時候,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質。氣體逐漸凝聚成氣雲。宇宙是一直膨脹的,宇宙中被噴射出去的氣體雲,在引力作用下聚集在一塊,並不斷的發生坍塌。其中體積比較大的就形成了恆星。這些恆星只是最早期的恆星,它們的壽命並沒有現如今的恆星動輒上百億年這麼久。只有短短的幾百萬年,最長的也不過幾千萬年。這些恆星更新換代的速度非常快,而每一個恆星在末期都會發生和經歷超新星爆發這一階段。所以也製造出大量的重元素。這些重元素被拋灑到宇宙中,在引力的作用下,這些重元素聚集成更加緊密的球體,並在溫度達到400萬度時產生核聚變,核聚變的過程中會產生氦原子核,誕生出全新的恆星。這樣一個星系便形成了。

宇宙初始星系形成

在宇宙大爆炸發生之前,宇宙中沒有物質,沒有能量,甚至沒有生命。但是大爆炸理論無法回答:現在的宇宙在大爆炸前的演化到底是什麼?發生大爆炸的原因是什麼?按照大爆炸理論,宇宙沒有開端。大爆炸理論雖然不成熟,但它卻是主流的宇宙形成理論。它比較滿意的解釋了宇宙學的一些根本問題。但宇宙是否起源於大爆炸,仍然缺乏足夠多的令人信服的證據!小夥伴們,你們覺得宇宙是起源於大爆炸呢?

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