如果廣義相對(duì)論是正確的,那么宇宙就是由具有無限溫度和密度的大爆炸奇點(diǎn)啟始。 圖片發(fā)自簡(jiǎn)書App 大約在大爆炸后的10的負(fù)43秒,在物質(zhì)和反物質(zhì)的天平上,略往物質(zhì)方傾斜。 10的負(fù)41秒以后,溫度為1000億度,宇宙大多數(shù)成分為光子、電子、中微子(極輕的粒子),和它們的反粒子。 10的負(fù)35秒以后,夸克和反夸克主導(dǎo)的弱電時(shí)代。 10的負(fù)10秒以后,強(qiáng)子和輕子時(shí)期??淇撕头纯淇吮唤],形成質(zhì)子、中子、介子和重子。 1秒以后,質(zhì)子和中子結(jié)合成氫、氦、鋰核。 3分以后,物質(zhì)和輻射相耦合,第一個(gè)穩(wěn)定的原子形成。 早期宇宙由充滿著高溫、以電子、質(zhì)子、重子與光子相互作用的等離子體所組成。 當(dāng)宇宙膨脹,絕熱冷卻導(dǎo)致等離子體的能量密度降低,直到環(huán)境變得有利于電子與質(zhì)子結(jié)合,形成氫原子。 復(fù)合發(fā)生時(shí),溫度約為3000 K,當(dāng)時(shí)的宇宙約37.9萬歲。在這一點(diǎn)上,光子不再與已是電中性的原子相互作用,并開始自由的在空間中旅行,導(dǎo)致物質(zhì)與輻射退耦合。 300000年以后,物質(zhì)和能量退耦合,光密的宇宙變成對(duì)宇宙背景輻射透明。 “宇宙微波背景是我們宇宙中最古老的光,當(dāng)宇宙剛剛380,000歲時(shí)刻,在天空上。它顯示出微小的溫度漲落,對(duì)應(yīng)著局部密度的細(xì)微差異,代表著所有未來的結(jié)構(gòu),是當(dāng)今的恒星與星系的種子”。 1948年。科學(xué)家喬治·伽莫夫在一篇和拉夫·阿爾法合作的論文中首先提出宇宙緊致的熱的早期的這一圖像,他們?cè)谠撜撐闹凶鞒鲶@人預(yù)言,從這一非常熱的早期階段的輻射迄今還應(yīng)該留在周圍。 1964年美國(guó)射電天文學(xué)家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜偶然發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景,證明了伽莫夫的預(yù)言,并于1978年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 圖片發(fā)自簡(jiǎn)書App 宇宙微波背景很好地解釋了宇宙早期發(fā)展所遺留下來的輻射,它的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是一個(gè)檢測(cè)大爆炸宇宙模型的里程碑。宇宙在年輕時(shí)期,恒星和行星尚未形成之前,含有致密,高溫,充滿著白熱化的氫氣云霧等離子體。等離子體與輻射充滿著整個(gè)宇宙,隨著宇宙的膨脹而逐漸冷卻。當(dāng)宇宙冷卻到某個(gè)溫度時(shí),質(zhì)子和電子結(jié)合形成中性原子。這些原子不再吸收熱輻射,因此宇宙逐漸明朗,不再是不透明的云霧。 宇宙學(xué)家提出中性原子在“再?gòu)?fù)合”時(shí)期形成,緊接在“光子脫耦”之后,即光子開始自由穿越整個(gè)空間,而非在電子與質(zhì)子所組成的等離子體中緊密的碰撞。 光子在脫耦之后開始傳播,但由于空間膨脹,導(dǎo)致波長(zhǎng)隨著時(shí)間的推移而增加(根據(jù)普朗克定律,波長(zhǎng)與能量成反比),光線越來越微弱,能量也較低。這就是別稱“遺留輻射”的來源?!白詈笊⑸涿妗笔侵肝覀冇晒庾用擇顣r(shí)的放射源接收到光子的來源點(diǎn)在空間中的集合。 1000百萬年以后,物質(zhì)團(tuán)形成類星體、恒星和元星系。 …… 直到十億年后,才在恒星的中心燃燒氦而形成碳和氧等更重的元素。 15000百萬年以后,新星系形成,在恒星周圍凝結(jié)太陽系,原子連接形成復(fù)雜的生命形式的分子。 我們?nèi)祟惖纳_啟了 …… 圖片發(fā)自簡(jiǎn)書App |
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