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宇宙大爆炸,幾秒鐘的關鍵歷史,天文學家根據宇宙組成以及微波背景

在138億年前,宇宙可能只有一個蘋果大小,當大爆炸發生後,在不到1秒的時間裡,宇宙就經歷了史無前例的膨脹。

沒有人知道為什麼宇宙會發生大爆炸,但是由於這次大爆炸,宇宙充滿了物質和能量,由於物質能量的異常密集,最初的宇宙非常不穩定,無法產生任何物質元素。

幾分鐘後,當宇宙膨脹到合適的尺寸,第一批元素出現,這批元素很有可能是氫和氦。

宇宙大爆炸,幾秒鐘的關鍵歷史:

天文學家根據目前的宇宙組成以及微波背景,可以大致瞭解宇宙大爆炸之後發生了什麼,但是這個過程缺少很多細節,尤其是第一批元素形成前的幾秒鐘。

宇宙的膨脹,讓夸克得以穩定形成第一批質子和中子,質子和中子進而形成氫和氦,整個過程過於極端,已經超出了目前物理學的理解範圍,而早期宇宙還存在暗物質等問題。

正常物質是從宇宙大爆炸的濃稠夸克物質中誕生,那麼暗物質的起源在哪裡,和普通物質一同誕生,還是存在時間差,或許暗物質導致了第一批元素的誕生。

雖然我們看不到也無法干涉暗物質和暗能量,但兩者很有可能是宇宙真正的規則。

並且暗能量還具有獨特的物理特性——提供排斥力。宇宙的膨脹本身就是非常奇怪的現象,即使宇宙大爆炸讓宇宙不斷膨脹,但萬有引力最終也會讓宇宙坍塌。

但宇宙其實一直在持續膨脹,並且持續了非常長的時間,這一切都是暗能量在提供獨特的排斥力。

如果暗能量的特性保持不變,那麼宇宙就會一直加速膨脹,速度甚至可以超越光速。

當宇宙膨脹速度超越光速,宇宙中的星系也會以光速進行逃逸,任何光線、訊號都無法傳遞,除非倖存的生命能夠找到超光速交流的方式。

宇宙繼續膨脹,所有物質都將集中到黑洞中,黑洞由於霍金輻射逐漸消失,最終宇宙只剩下一片虛無。

宇宙大爆炸,所有的反物質去了哪裡?

在宇宙中,所有物質都有一個“暗面”——反物質。

就像正電荷和負電荷一樣,我們的宇宙由普通物質構成,理論上應該也有反物質構成的行星、恆星和星系。

按照宇宙大爆炸的理論,正物質和反物質應該同等的漂浮在宇宙之中,形成各自的世界,但是目前我們只能看到一堆正物質,看不到任何反物質。

為了實現現在的宇宙,宇宙大爆炸的幾秒鐘內,必定發生了異常的變化,所有的反物質都離奇消失,這也讓我們不需要考慮被反物質撞擊的風險,畢竟正反物質如果接觸,會以高能伽馬射線的形式轉化為能量。

人類想要了解宇宙大爆炸的幾秒鐘歷史,往往只能依賴於粒子對撞機。

如果可以給粒子足夠的能量,或許就可以重現宇宙大爆炸時的景象。雖然目前人類還無法進行完美的模擬,但是每次對撞實驗,都可以提供相關的物理知識。

當人類真正瞭解宇宙的形成、宇宙大爆炸的原因和原理,或許就可以在實驗室中創造一個“子宇宙”!

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