2007年6月2日星期六

(三)宇宙的热历史

这小节谈一谈宇宙的热历史。关于宇宙的热历史,一个非常好的科普介绍是李淼老师为《新发现》写的《中国神话中的现代宇宙学》。如果还没读过的话,建议大家有空读读。


我们的宇宙是古老的。从诞生至今,宇宙已经有大约137亿岁了。宇宙并不是一成不变总是像现在一样。在宇宙的诞生之初,它有着非凡而辉煌的历史,我们把这个历史称作宇宙的热历史。


时间越早,宇宙越热


早期的宇宙是高温度,高密度的。这是因为宇 宙在膨胀。对于一个给定的宇宙区域,例如我们今天能够观测到的这部分宇宙来说,从前的这部分宇宙区域要比现在的小。在更小的一块地方里面要想装下现在 宇宙里面这么多物质和辐射,这些物质和辐射就会被挤压得更密集。也就是说,宇宙膨胀的自然推论是,随着时间向前追溯,宇宙的密度会越来越大。正 如压缩气体会使气体变热,一个宇宙区域在从前体积更小的时候不仅密度比现在大,温度也比现在高。早期的宇宙正如一锅热汤,各种粒子在热汤里面频繁地碰撞,达到混乱的平衡。随着温度降低,这种混乱的平衡才逐渐被有秩序的宁静所取代。


下文中,我们将讲述宇宙从诞生起,直到成长至今的经历。在讲述的开始,或许读者会进入一个完全陌生的世界。但是,随着宇宙的成长,我们会慢慢看到,今天我们熟悉的世界从何而来。


待续:

电弱相变:力变成了质量


量子色动力学相变:氢原子核的诞生


原初核合成:轻的化学元素的起源


物质为主:星系结构开始形成


光子退耦:宇宙从此变得透明


穿越黑暗:第一颗恒星开始发光


重返黑暗?来自黑暗的神秘能量


另一个尽头另一个迷:更早期的宇宙?


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