大家好潘拨,我是地球?qū)殞毜跏洌裉煳襾頌榇蠹移占坝嘘P(guān)宇宙大爆炸的事情,快讓我們開始吧铁追!
“大爆炸宇宙論”(The Big Bang Theory)認(rèn)為:宇宙是由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于137億年前一次大爆炸后膨脹形成的季蚂。1927年,比利時(shí)天文學(xué)家和宇宙學(xué)家勒梅特(Georges Lema?tre)首次提出了宇宙大爆炸假說琅束。1929年募狂,美國天文學(xué)家哈勃根據(jù)假說提出星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律瑟匆,并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說疾党。
現(xiàn)代宇宙學(xué)中最有影響的一種學(xué)說楼肪。它的主要觀點(diǎn)是認(rèn)為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史呆万。在這個(gè)時(shí)期里结耀,宇宙體系在不斷地膨脹砂竖,使物質(zhì)密度從密到稀地演化么介,如同一次規(guī)模巨大的爆炸。該理論的創(chuàng)始人之一是伽莫夫丽声。1946年美國物理學(xué)家伽莫夫正式提出大爆炸理論礁蔗,認(rèn)為宇宙由大約140億年前發(fā)生的一次大爆炸形成。上世紀(jì)末雁社,對Ia超新星的觀測顯示浴井,宇宙正在加速膨脹,因?yàn)橛钪婵赡艽蟛糠钟砂的芰拷M成霉撵。?[1]
產(chǎn)生原理
爆炸之初磺浙,物質(zhì)只能以電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在徒坡。?[2]?宇宙爆炸之后的不斷膨脹撕氧,導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低喇完、冷卻伦泥,逐步形成原子、原子核锦溪、分子不脯,并復(fù)合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星云刻诊,星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系防楷,最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/p>
“宇宙并非永恒存在,而是從虛無創(chuàng)生”的思想在西方文化中可以說是根深蒂固则涯。雖然希臘哲學(xué)家曾經(jīng)考慮過永恒宇宙的可能性复局,但是,所有西方主要的宗教一直堅(jiān)持認(rèn)為宇宙是上帝在過去某個(gè)特定時(shí)刻創(chuàng)造的粟判。
爆炸簡史
大爆炸開始時(shí):約150億年前肖揣,體積無限小,密度無限大浮入,溫度無限高龙优,時(shí)空曲率無限大的點(diǎn),稱為奇點(diǎn)事秀。空間和時(shí)間誕生于某種超時(shí)空——部宇宙學(xué)家稱之為量子真空(假真空)彤断,其充滿著與海森堡不確定性原理相符的量子能量擾動。?[3]
大爆炸后10-43秒(普朗克時(shí)間):約1032度易迹,宇宙從量子漲落背景出現(xiàn)宰衙,這個(gè)階段稱為普朗克時(shí)間。在此之前睹欲,宇宙的密度可能超過每立方厘米1094克供炼,超過質(zhì)子密度1078倍一屋,物理學(xué)上所有的力都是一種。(超對稱)在這個(gè)階段袋哼,宇宙已經(jīng)冷卻到引力可以分離出來冀墨,開始獨(dú)立存在,存在傳遞引力相互作用的引力子涛贯。宇宙中的其他力(強(qiáng)诽嘉、弱相互作用和電磁相互作用)仍為一體。?[3]
大爆炸后10-35秒:約1027度弟翘,暴漲期(第一推動)虫腋,引力已分離,夸克稀余、玻色子悦冀、輕子形成。此階段宇宙已經(jīng)冷卻到強(qiáng)相互作用可以分離出來睛琳,而弱相互作用及電磁相互作用仍然統(tǒng)一于所謂電弱相互作用雏门。宇宙也發(fā)生了暴漲,暴漲僅持續(xù)了10-33秒掸掏,在此瞬間茁影,宇宙經(jīng)歷了100次加倍(2100),得到的尺度是先前尺度的1030倍(暴漲的是宇宙本身丧凤,即空間與時(shí)間本身募闲,并不違反光速藩籬)。暴漲前宇宙還在光子的相互聯(lián)系范圍內(nèi)愿待,可以平滑掉所有粗糙的點(diǎn)浩螺,暴漲停止時(shí),今天所探測的東西已經(jīng)在各自小區(qū)域穩(wěn)定下來仍侥,而這被稱為暴漲理論要出。?[3]
大爆炸后10-12秒:約1015度,粒子期农渊,質(zhì)子和中子及其反粒子形成患蹂,玻色子、中微子砸紊、電子传于、夸克以及膠子穩(wěn)定下來。宇宙變得足夠冷醉顽,電弱相互作用分解為電磁相互作用和弱相互作用沼溜。輕子家族(電子、中微子以及相應(yīng)的反粒子)需要等宇宙繼續(xù)冷卻10-4秒才能從與其他粒子的平衡相中分離出來游添。其中中微子一旦從物質(zhì)中退耦系草,將自由穿越空間通熄,原則上可以探測到這些原初中微子。?[3]
大爆炸后0.01秒:約1000億度找都,光子唇辨、電子、中微子為主檐嚣,質(zhì)子中子僅占10億分之一,熱平衡態(tài)啰扛,體系急劇膨脹嚎京,溫度和密度不斷下降。
大爆炸后0.1秒后:約300億度隐解,中子質(zhì)子比從1.0下降到0.61鞍帝。
大爆炸后1秒后:約100億度,中微子向外逃逸煞茫,正負(fù)電子湮沒反應(yīng)出現(xiàn)帕涌,核力尚不足束縛中子和質(zhì)子。
大爆炸后10秒后:約30億度续徽,核時(shí)期蚓曼,氫、氦類穩(wěn)定原子核(化學(xué)元素)形成钦扭。當(dāng)宇宙冷卻到109開爾文以下(約100秒后)纫版,粒子轉(zhuǎn)變不可能發(fā)生了。核合成計(jì)算指出客情,重子密度僅占拓?fù)?/a>平宇宙所需物質(zhì)的2%~5%其弊,強(qiáng)烈暗示了其他物質(zhì)能量的形式(非重子暗物質(zhì)和暗能量)充滿了宇宙?[3]?。
大爆炸后35分鐘后:約3億度膀斋,原初核合成過程停止梭伐,尚不能形成中性原子。
大爆炸后1011秒(104年)仰担,溫度約為105開爾文糊识,物質(zhì)期。在宇宙早期歷史中摔蓝,光主宰著各能量形式技掏。隨著宇宙膨脹,電磁輻射的波長被拉長项鬼,相應(yīng)光子能量也跟著減小哑梳。輻射能量密度與尺度(R)和體積(4πR3/3)的乘積成反比例減小,即安1/R4減小绘盟,而物質(zhì)的能量密度只是簡單地與體積成1/R3反比例減小鸠真。一萬年后悯仙,物質(zhì)密度追上輻射密度且超越它,從那時(shí)起吠卷,宇宙和它的動力學(xué)開始為物質(zhì)所主導(dǎo)锡垄。?[3]
大爆炸后30萬年后:約3000度,化學(xué)結(jié)合作用使中性原子形成祭隔,宇宙主要成分為氣態(tài)物質(zhì)货岭,并逐步在自引力作用下凝聚成密度較高的氣體云塊,直至恒星和恒星系統(tǒng)疾渴。
量子真空在暴漲期達(dá)到全盛千贯,之后便以暗能量的形式彌漫于全宇宙,且隨著物質(zhì)和輻射密度迅速減小搞坝,暗能量越來越明顯搔谴。暗能量可能占據(jù)宇宙總能量密度的2/3?[1]?,從而推動了宇宙加速膨脹桩撮。?[3]
好了敦第,今天的科普就到這里,我是地球?qū)殞毜炅浚覀兠魈煲姡?/p>