现代自然科学宇宙演化(1)光辐射

现代自然科学宇宙演化(1)光辐射宇宙诞生初期是由均匀且各向同性的高密高温高压物质构成的,并在极早期发生了非常快速的膨胀和冷却

大约在膨胀进行到10^-37秒时,产生了一种相变使宇宙发生暴涨,在此期间宇宙的膨胀是呈指数增长的

当暴涨结束后,构成宇宙的物质包括夸克-胶子等离子体以及其他所有基本粒子

(2)粒子形成时标-10^-43秒 宇宙从量子背景出现

时标-10^-35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力

时标-10^-5秒 10万亿开,质子和中子形成

时标0.0001秒,温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子

在达到平衡状态时,粒子总数大致与光子总数相等,未经湮灭的强子破碎为“夸克”,此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”

宇宙中的粒子品种有:正反夸克,正反电子,正反中微子

最后,有十亿分之一的正粒子存留下来

时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温

光子产生强子的反应已经停止,强子不再破碎为夸克,质子中子各占一半,但由于正反质子正反中子不断湮灭,强子数量减少

中子与质子不断相互转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子:中子=76:24时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成

中子衰变现象出现,衰变成质子加电子加反中微子

这时质子:中子=83:17时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子:物质粒子=10亿:1,中子不再衰变,质子:中子=87:13(一直到如今);这时出现了一个非常重要的演化:由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来

宇宙进入核合成时代

(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核)时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态

开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代

在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代

(光子随着温度的降低而可以自由穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!)时标4亿—5亿年,温度100开

物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成

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