大爆炸之後

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大爆炸之後


•大爆炸

宇宙起源與形成的最廣泛的認知是距今138億年前發生的大爆炸,宇宙由一個密度極大,溫度極高的太初狀態(奇點),經過不斷膨脹,到達今天的狀態。

現代宇宙系中最有影響的一種學說,又稱大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。

它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裡,宇宙體系並不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化。

這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。


宇宙膨脹構想圖

大爆炸之後


其中橫座標表示宇宙演化的時間,而對應的空間尺寸(包括想象中的不可觀測部分)都用相應的圓橫截面表示。

左端表示在暴脹時期發生的急速膨脹(注意不成實際比例),而當宇宙演化到中期時開始加速膨脹。

而微波背景輻射的形成、恆星形成、星系形成以及WMAP的出現都在相應的時間上表示出來。

  • 宇宙的未來取決於宇宙中質量的總數。如果質量大於臨界質量,宇宙中物質產生的引力最終將把所有的物質再次拉回到一起,就是大收縮了。如果宇宙中的質量小於臨界質量,宇宙就會永遠膨脹下去。從目前情況看,宇宙中的質量似乎恰好在臨界質量附近,所以目前還不能確定宇宙最終的走向。


大爆炸之後的億分之一秒


大爆炸之後


夸克時期

夸克(英語:quark,又譯“層子”或“虧子”)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。

夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元。

由於一種叫“夸克禁閉”的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裡面找到夸克。

夸克的種類被稱為“味”,它們是上、下、粲(魅)、奇、底及頂。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。

較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上或下夸克。

粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。

就是因為這個原因,上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,而奇、魅、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)。


大爆炸之後的十萬分之一秒


大爆炸之後


強子時期

強子時期開始於大爆炸後1/100000秒,降溫的宇宙中的夸克被束縛在一起,成為強子。

最初,溫度仍高得足以讓強子和反強子對形成,物質與反物質維持著熱平衡。

但是宇宙的溫度仍持續下降,強子和反強子對不再能產生,大部分的強子和反強子都在湮滅的反應中消除了,有少部分的強子留存下來。

強子(Hadron)是一種亞原子粒子,所有受到強相互作用影響的亞原子粒子都被稱為強子。

強子,包括重子和介子。

按現代的粒子物理學中的標準模型理論而言,強子是由夸克、反夸克和膠子組成的。

膠子是量子色動力學中的力子,它將夸克連在一起,強子是這些連接的產物。


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