2024年11月13日 星期三
宇宙 演化简史 从“天眼”开始,大科学装置建设进入“大时代”
第19版:天眼 世界“巨眼” 2021-04-05

宇宙 演化简史

陈冰/刘绮黎

整理 / 陈冰 制图/ 刘绮黎

大爆炸Big Bang

时间、空间、能量和物质都诞生于137 亿年前的宇宙大爆炸。最初的宇宙极为致密且高温,只有能量,在不到一秒的时间内,大量粒子随着宇宙的降温而涌现出来。

普朗克时期

The Planck Era

没有任何物理理论能够描述宇宙在这段时间内经历的事情。普朗克时间和普朗克长度,是人类目前为止所能量度的最小时空。如果比这时空更小,就超出了人类的认识极限。

暴胀时期

The Inflation Era

宇宙从一个质子的十亿分之一膨胀至足球场大小。暴胀的效果就像吹起一个气球——表面在膨胀之后变得光滑而平坦了。

夸克时期

The Quark Era

夸克时期,又称为弱电时期。大量的夸克—反夸克对从能量中产生,又重新湮灭为能量。胶子等粒子也在此时出现了。

弱电力分离

Separation of the electroweak force

弱电力分化成电磁力和弱相互作用力。

强子时期

The Hardron Era

宇宙逐渐冷却下来,夸克和反夸克能够各自结合,形成称为“强子” 的粒子,包括种子(质子和中子)、反重子和介子。

轻子时期

The Lepton Era轻子(电子、中微子和它们的反粒子)数量多。在此阶段结束时,正电子会和电子湮灭。

核合成时期

Nucleosynthesis Era随着宇宙的冷却,中子逐渐变成质子。当中子和质子的数量比达到1:7 时,中子和质子会结合形成氢核。现有的氢原子中的98% 都是在此时形成的。

复合时期

Recombination Era宇宙的温度下降到2700k,质子和原子开始捕获电子。大部分电子被束缚在原子中,无法再散射光子,光子开始以辐射的形式在宇宙中传播,自由穿行,宇宙从此变得透明。

黑暗时期

The Dark Age这时的宇宙没有恒星,只有氢、氦以及少量的轻核,如锂等在引力的作用下,暗物质坍缩成暗物质晕,大质量的晕中开始形成第一代恒星。这些恒星发出的光电离周围的气体。至此黑暗时代进入尾声,直到宇宙被再电离。

星系产生

Formation of Galaxies星系的形成,有一种是“自下而上” 的理论,即物质首先形成小尺寸的结构,然后逐渐并合,最终形成大尺度的结构——星系。

太阳系的形成

Formation of the Solar System距今46 亿年前,一片庞大的气体尘埃云(太阳星云)中,诞生了太阳系。

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