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宇宙大爆炸真的是爆炸嗎?了解宇宙大爆炸過(guò)程中的細(xì)節(jié)

2020-11-28 15:37 作者:天文在線  | 我要投稿

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我們講個(gè)故事,好嗎?

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有一個(gè)雞蛋,我們可以叫它羅伯特。羅伯特是一個(gè)巨大的“雞蛋”,內(nèi)部充滿了能量。但是,這顆“雞蛋”的內(nèi)部發(fā)生了一些不尋常的事情,可能是內(nèi)部的能量失去了平衡,之后羅伯特以一種爆炸的方式裂開。

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圖解:雞蛋“羅伯特”。圖源:Quora

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現(xiàn)在,羅伯特殘破的身體旁邊空無(wú)一物。所以,沒有原子,沒有電子,沒有任何物質(zhì)。因此,也沒有任何的力,比如,重力,電磁力,強(qiáng)力或弱力。因?yàn)?,嘿,如果不存在任何物質(zhì),那么也不會(huì)存在任何重力了,你說(shuō)是吧?

但是,羅伯特的能量在破殼而出之后發(fā)現(xiàn)了更多的空間,并且無(wú)限制地?cái)U(kuò)張。因此,它就一直在擴(kuò)張。

隨著能量的散布,羅伯特生了三個(gè)孩子,

夸克(上夸克和下夸克,它們是從子宮里出來(lái)的?。?/span>

電子姐妹

中微子兄弟

當(dāng)這3個(gè)人開始第一次哭泣時(shí),在另一端,另外3個(gè)孩子是從反羅伯特的子宮里出生的,

反夸克

正電子姐妹(正電子)

反中微子兄弟

與他們一起,羅伯特也生出了其他人,如頂夸克,底夸克等。

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圖解:羅伯特的孩子們。Up/U:上夸克;Down/D:下夸克;Strange/S:奇異夸克;Charm/C:粲夸克;Top/T:頂夸克;Bottom/B:底夸克。圖源:Quora

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到這里,羅伯特的孩子遍地都是。當(dāng)這些孩子開始一起上學(xué)的時(shí)候,它們彼此相遇。正如你可以想象到的,在學(xué)校中,羅伯特的孩子和鄰居的孩子之間的“爭(zhēng)斗”是不可避免的。它們之間相互作用,之后在這些物質(zhì)之外產(chǎn)生更多的能量。它們中的一些躲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)地,并不會(huì)參與“爭(zhēng)斗”,其它的則會(huì)在“爭(zhēng)斗”中破壞自身以產(chǎn)生更多的能量,也即更多的孩子。

之后,羅伯特的孩子和其它鄰里的孩子逐漸成年,他們發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò),也發(fā)現(xiàn)了組交的類別。所以,以下組合就發(fā)生了,

1下夸克+ 2上夸克=質(zhì)子。

2下夸克+ 1上夸克=中子。

是的,這就是質(zhì)子和中子產(chǎn)生的過(guò)程。之后,空間進(jìn)一步冷卻,并且不斷膨脹。第二代粒子產(chǎn)生了。

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圖解:質(zhì)子和中子的產(chǎn)生。圖左:質(zhì)子;圖右,中子。u:上夸克;d:下夸克。圖源:Quora

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到此時(shí),還是質(zhì)子和中子的時(shí)代。一個(gè)質(zhì)子和它鄰居的孩子中子進(jìn)行了一場(chǎng)約會(huì),最終密不可分。由此,它們的聯(lián)合形成了第一個(gè)氫原子。相似地,兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子想要在一起生活,所以它們成為了氦原子。

當(dāng)宇宙充滿了75%的氫原子家族和25%的氦原子家族時(shí),一個(gè)時(shí)代來(lái)臨了?,F(xiàn)在,氫原子有了它們自己的鄰居,稱為“氫原子云”(見下圖)。氫原子云隨著時(shí)間在空間中運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們?cè)娇吭浇鼈冎g的重力開始將它們混合起來(lái),將它們拉進(jìn)一個(gè)中心滾動(dòng),這個(gè)過(guò)程就像我們用攪拌機(jī)制作蘋果派一樣。由于這時(shí)的極高的壓力和溫度,質(zhì)子和中子開始形成化學(xué)課本中元素周期表上的其它的元素。

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圖解:一個(gè)氫原子的鄰里,氫原子云。圖源:Quora

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另一方面,它的鄰居氦原子開始做同樣的事,然后,它們形成了類似我們太陽(yáng)的恒星。

當(dāng)然,這些都發(fā)生在大爆炸的幾百萬(wàn)年之后。

如果你曾經(jīng)看過(guò)美國(guó)的紀(jì)錄片《大爆炸理論》,那么你肯定知道這首歌。

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我們的宇宙在一片熾熱的致密狀態(tài),

然后在將近一百四十億年前大爆炸開始了。之后經(jīng)歷了等待…

地球開始冷卻,

自養(yǎng)微生物開始形成,

尼安德特人開始制造工具,

我們建造了一座墻(我們建造了金字塔),

數(shù)學(xué),科學(xué),歷史,探索謎底,

所有這些都源于宇宙大爆炸!

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圖解:所有事物都來(lái)源于宇宙大爆炸。圖源:**********

沒有任何東西爆炸。

爆炸指的是一個(gè)介質(zhì)中超聲速的沖擊波的產(chǎn)生,并伴隨著大量能量的產(chǎn)生,維持并驅(qū)動(dòng)著沖擊波。

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圖解:黎巴嫩首都爆炸。圖源:量子位

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如果大爆炸曾經(jīng)發(fā)生過(guò),那么它不是一種爆炸;因?yàn)闆]有沖擊波的產(chǎn)生。它同時(shí)發(fā)生在此時(shí)此刻我們能看到的各個(gè)地方。

相反,大爆炸是一種宇宙中所含物質(zhì)的相變,從一些我們物理不能充分描述的早期的狀態(tài),到一種極端的等離子體狀粒子湯,到一種實(shí)際的不透明等離子體,到今天我們看到的透明等離子體。其中我們唯一能夠直接看到的部分是不透明到透明的相變過(guò)程,這就是所謂的宇宙微波背景。

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圖解:宇宙微波背景。圖源:維基百科。

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這些早期的狀態(tài)似乎與我們現(xiàn)在所看到的宇宙有著不同的空間和時(shí)間,所以就有了膨脹率的概念,自從萬(wàn)物變得清晰之后(可能在此之前的一些時(shí)間,否則宇宙微波背景將會(huì)看起來(lái)非常不一樣),所有事物周圍的空間都在增加。

所以,大爆炸更像是驅(qū)動(dòng)著宇宙從一種非常熾熱的狀態(tài)冷卻到現(xiàn)在相對(duì)冷的狀態(tài)。當(dāng)它以一種早期的狀態(tài)冷卻下來(lái)之后,它將許多的動(dòng)量投入到物質(zhì)中,之后一直膨脹?;蛘?,它以這樣的方式形成空間,即物質(zhì)具有大量動(dòng)量作為起始狀態(tài)。甚至于很難描述我們對(duì)于這種起始相變的及其有限的認(rèn)知,因?yàn)樗x予了我們?nèi)缃袼挠钪婧蜁r(shí)間。

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作者: quora

FY: xazikyl.

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