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标准宇宙模型

标准宇宙模型

作者: 宇宙的故事 | 来源:发表于2019-10-25 13:31 被阅读0次

散落在时空各处的逻辑片段,拼凑出一幅全景图,这是认知的演化历程。

经过历代科学家的接力,融合多套理论,终于构建出一套模型,用以描述我们所处的这个世界。科学家用这套模型解释万物的起源和演化,宇宙的起源和演化历程

在物理学中,温度的上限能高达1.4*10的32次方度,被称为普朗克温度,而下限为-273.15度,从微观层面上来看,任何物体都是由原子和分子组成,物质内的分子运动速度越快,温度越高。1.4亿亿亿亿度是宇宙的最高温度,物理学中被称为普朗克温度,在该温度下一切熟知的基本粒子,以及四大基本作用力都还处于统一状态。

"升温"

试想一下,如果将一块冰慢慢加热,一直加热到超高温会发生什么:

在加热至0℃时,氢键断裂,发生相变,冰块融化为水;

加热至100℃时,水分子剧烈运动,再次发生相变,水变为水蒸气;

在更高的温度和压力下,当水分子的化学键得到足够的能量断裂,水分子分解;

当温度高到足以使分子全部分解成原子,电子逃逸,所有的原子处于激发态,这就是所谓的等离子体;

当温度高到核力不足以束缚质子和中子时,原子核分裂。

据现时的物理宇宙学,宇宙大爆炸第一个瞬间的温度是1.4亿亿亿亿度,现在宇宙的整体平均温度为-270.3度左右,仅仅比绝对零度高出一丁点。从整体上来看宇宙从大爆炸到现在的演化过程像极了上述过程的逆过程,从一团炽热的能量开始,逐渐冷却。在温度的不同阶段,演化出不同的物质。

"太初"

“大约138亿年前,某种物质出现了,它似乎开始创造时间,空间,物质和能量,太空一开始体积极小,不可思议地炽热,它包含了今天看到的所有能量,温度如此之高以至于物质和能量可以相互转化,能量不断地聚集转变成物质粒子,它们也不断地再次转变为能量。相对论证明物质和能力实际上是同一种物质的不同形式,我们可以把物质视为静止的能量,在极端高温下,物质可以再次转化为能量,这种转变被称为相变。

宇宙在最初是由某种物质和能量汤构成,当它膨胀时就会迅速冷却下来,当它冷却时,这种汤就会分化成不同的力和不同的物质。四种不同形式的能量得以出现:引力,电磁力,弱核力,强核力。同时,物质的基本成分也出现了,包括暗物质和构成可见物质的基本粒子。”

"降温"

大爆炸之前 :现有物理理论失效

大爆炸后10e-43s :被称为普朗克时间,现有物理学能计算出的最早时刻

大爆炸后10e-44s :10e32 ℃ 时间和空间出现,物质还没有出现

大爆炸后10e-37s :10e28 ℃ 爆胀时期,空间爆胀1026倍

大爆炸后10e-36s :10e27℃ 产生普通物质时期,温度继续下降

大爆炸后10e-12s :10e15 ℃ 形成质子和中子

大爆炸后10s :10e9 ℃ 强核力发挥作用,形成原子核

大爆炸后30万年 :3000℃ 电磁力发挥作用,形成中性原子

大爆炸后10亿年 :15 ℃  在引力作用下,第一代恒星开始形成

"未来"

今天太空中的温度仅为-270.3℃左右,这个数字实在让人惊叹。不禁会问,宇宙还会继续冷却下去吗,会无限接近绝对零度吗,当想到这些问题时,我很清楚已经不是出于好奇。不知道宇宙在什么时候演化出来第一张笑脸,第一次被称为爱的感觉,也不知道什么时候内心演化出一种情愫。每个人都会感受到爱自己的祖国,是否也会感受到爱这个宇宙。

据科学家预测,宇宙的未来有一种可能被称为宇宙的“大热寂”,宇宙会一直膨胀下去,在冰冷的大气中,恒星耗尽自己的燃料,黑洞以黑洞辐射的形式蒸发并完全消失。宇宙中所有的物质温度都将接近绝对零度,宇宙内部不存在任何的能量传递和交换,最终是永远的黑暗。

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