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從宇宙大爆炸至今

約138.2億年前,奇點從量子漲落背景出現,隨後發生自發性破缺,即沒能保住純能量狀態,開始暴漲

從宇宙大爆炸至今


1個普朗克時間後,宇宙已經膨脹到了差不多一個橘子那麼大,溫度下降約10的32次方度,此刻四種基本力中的引力分離出來,其他3種力(強力、弱力、電磁力)還混在一起


10的-35次方秒:宇宙的溫度已經下降到約10的27次方度


此刻引力已經完全分離,夸克、玻色子、輕子形成。此階段宇宙已經冷卻到強力可以分離出來,而弱力及電磁力仍然統一。補充:電弱相互作用目前科學界已經完成統一,是楊振寧完成的。

從宇宙大爆炸至今


大爆炸後10的負12次方秒,此刻宇宙的溫度已經下降到約10的15次方度,


質子和中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、電子、夸克以及膠子穩定下來。宇宙變得足夠冷,弱力也已經分離出來,宇宙四種基本力形成:引力、電磁力、強力、弱力。


大爆炸後0.01秒:此刻宇宙約1000億度,光子、電子、中微子為主,質子中子僅佔10億分之一,熱平衡態,體系急劇膨脹,溫度和密度不斷下降。


大爆炸後1秒:溫度已經下降到了約100億度,中微子向外逃逸,正反物質開始湮滅

此刻宇宙迎來了第一次浩劫,大爆炸後能量轉化為物質和反物質,如果兩者的量完全相等,那麼宇宙就只會剩下場,而不會有物質出現,但是由於宇宙大爆炸的那一刻誕生的宇稱不守恆定律,物質比反物質稍微多出一點


平均10億個物質粒子可以有一個沒有被湮滅,不管你是否相信,構成我們現在可觀測宇宙的物質總量,是當時宇宙形成物質粒子數量的10億分之一

從宇宙大爆炸至今



大爆炸後10秒:溫度已經下降到了約30億度,這個時期被稱為核時期,此刻氫、氦類穩定原子核(化學元素)形成。

約100秒後,宇宙溫度已經足夠低,粒子轉變已經不可能發生了。科學家通過計算指出,重子密度僅占拓撲平宇宙所需物質的2%~5%,強烈暗示了其他物質能量的形式(也就是暗物質和暗能量)占宇宙95%-98%


大爆炸1萬年後,宇宙的溫度已經下降到約為10萬度,這個時期被稱為物質期。


在宇宙早期歷史中,光子主宰著各能量形式。隨著宇宙膨脹,光的波長被拉長,相應光子能量也跟著減小。一萬年後,由於光子的能量下降太多,物質密度終於超越了它,從那時起,宇宙開始為物質所主導。

從宇宙大爆炸至今


大爆炸後30萬年後,宇宙已經下降到約3000度,化學結合作用使中性原子形成(此前電子和質子還是孤立的),宇宙主要成分為氫,其次為氦,當時還沒有其它元素。


由於此刻宇宙已經足夠大,物質分部並不均勻,大量的氫氦在自引力作用下凝聚成密度較高的氣體雲塊,這些氣體雲塊在自身引力的作用下發生了核聚變反應,並釋放出大量的光和熱,也就是恆星!


此刻量子真空在暴漲期達到全盛,之後便以暗能量的形式瀰漫於全宇宙,且隨著物質和輻射密度迅速減小,暗能量越來越明顯,從而推動了宇宙加速膨脹。

從宇宙大爆炸至今



後面就沒有準確的時間了


幾十億年後,誕生的恆星在核聚變的作用下逐步生成各種元素(按元素周期表排序,氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖等等),即氫聚變生成氦,氦聚變生成鋰,鋰聚變生成鈹...,這個聚變過程一直持續,恆星變得越來越熱,由於大量釋放的能量使得恆星膨脹,這就是——超巨星!


這個過程一直進行到鐵(鐵之前的元素核聚變都是放出能量)!但是由於鐵聚變會吸收能量,所以恆星聚變到鐵後能量很快會耗盡,即不再對外釋放能量,從而使得膨脹的恆星無力對抗自身引力而發生塌縮,這個塌縮過程會接近光速,整個星體向中心坍縮,造成外部冷卻而紅色的層面變熱,如果恆星足夠大,這些層面就會發生劇烈的爆炸,也就是超新星!


超新星爆發會釋放出可怕的伽馬射線暴,這個可怕的殺手足以摧毀一條直線上幾光年乃至幾十光年內的一切生物,但是超新星爆發能使恆星生成的各種物質被投放至宇宙空間


超新星爆發能使恆星生成的各種物質被投放至宇宙空間,這些物質碎片在太空中漂浮,在漫長的歲月中因為引力使得它們逐步聚攏在一起而形成新的天體;


其中大量物質聚攏在一起可以形成新的恆星,聚攏物質相對較少的則形成了行星、和圍繞行星運轉的衛星、彗星等各種天體


超新星爆發後,將外層物質拋至太空,中心物質則因為超強的自身引力而形成一個緻密的天體:


如果該天體的質量不足,該天體會形成白矮星(我們的太陽的最終結局就是白矮星)


如果該天體的質量足夠大(至少要求1.4倍以上太陽質量),此刻電磁力已經不足以對抗引力,強大的自身引力會把天體的電子壓縮進原子核里,使得天體由中子緊密排列而成(粒子不兼容性一定程度上可以阻止天體進一步塌縮),也就是——中子星!


但是如果該天體的質量非常大(至少要求100倍太陽質量),此刻粒子的不兼容性也無力對抗引力,該天體會進一步塌縮下去,此刻宇宙中已經沒有任何力量對抗引力了,它會無止境的塌縮下去,形成一個體積無限小、密度無限大的點,也就是奇點!


奇點的時空曲率無限高,它的周圍會形成一個光也無法逃逸的「天區」,奇點與天區構成的區間被稱為黑洞


超新星爆發後拋出各種物質,物質冷卻後依照屬性分為氣體、液體、固體(此外還有超固體、超流體、等離子體等等其他形態)


由大量氫氦為主體構成的行星為氣態行星(比如木星),重元素等固體構成的行星為岩石行星(比如地球)


漫長的歲月中,行星逐步冷卻,各種天體互相碰撞,其中彗星給幸運的岩石行星帶來了大量的水,地質運動形成了陸地和海洋;而更多的岩石行星則沒有這種待遇


更多的行星物質比較少,形成了太空中普遍的小行星


大質量恆星死亡形成的超大質量黑洞構成了星系的中心,超大質量黑洞牽引著數千億顆恆星、無以計數的行星、太空塵埃圍繞著它運轉,類似的星系有幾千億個,此外還有可怕的類星體,由中心黑洞主導、周圍物質落入黑洞釋放出超強能量!


宇宙迎來了相對穩定的運行規則:


宏觀層面:衛星圍繞行星運轉、行星圍繞恆星運轉、恆星圍繞星系中心運轉、星系之間互相牽引;


微觀層面:電子圍繞原子核運動,粒子的無規則運動


這個規則可以持續很久(預計上千億年)


宇宙成型後,規則會持續很長的一段時間,大量的氫匯聚成恆星,然後聚變釋放光和熱,直到聚變無法繼續而,這個時間一直持續消耗氫,一直到氫徹底消耗完畢


幾千億年後,宇宙中不再有新的天體誕生(氫已經基本消耗完畢)


上萬億年後,所有的恆星全部燃燒殆盡,宇宙中一片黑暗,不再有光的出現,只剩下黑洞、黑矮星(白矮星的末日,不再發出光合熱的產物)、中子星和其他天體,黑洞躲在暗處,吞噬著靠近它的一切天體


百萬億年後,宇宙中不再有天體,所有的天體都會因能量密度太低而撕裂開來轉化為基本粒子漂浮在太空之中,而且平均距離也越來越大;即使是黑洞也會因為霍金輻射不斷減少質量最終毀滅於一場大爆炸,所有的天體全部消亡,宇宙中剩下的只是一片死寂


萬億年後,熵的漲落產生自我意識,也就是玻爾茲曼大腦,它遍佈於宇宙之中(目前該理論還處於猜想階段)


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