宇宙大爆炸到宇宙的终结

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约138.2亿年前,奇点从量子涨落背景出现,随后发生自发性破缺,即没能保住纯能量状态,开始暴涨

1个普朗克时间后,宇宙已经膨胀到了差不多一个橘子那么大,温度下降约10的32次方度,此刻四种基本力中的引力分离出来,其他3种力(强力、弱力、电磁力)还混在一起

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

约138.2亿年前,奇点从量子涨落背景出现,随后发生自发性破缺,即没能保住纯能量状态,开始暴涨

1个普朗克时间后,宇宙已经膨胀到了差不多一个橘子那么大,温度下降约10的32次方度,此刻四种基本力中的引力分离出来,其他3种力(强力、弱力、电磁力)还混在一起

0的-35次方秒:宇宙的温度已经下降到约10的27次方度

此刻引力已经完全分离,夸克、玻色子、轻子形成。此阶段宇宙已经冷却到强力可以分离出来,而弱力及电磁力仍然统一。补充:电弱相互作用目前科学界已经完成统一,是杨振宁完成的。

爆炸后10的负12次方秒,此刻宇宙的温度已经下降到约10的15次方度,

质子和中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。宇宙变得足够冷,弱力也已经分离出来,宇宙四种基本力形成:引力、电磁力、强力、弱力。

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

大爆炸后0.01秒:此刻宇宙约1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。

大爆炸后1秒:温度已经下降到了约100亿度,中微子向外逃逸,正反物质开始湮灭

此刻宇宙迎来了第一次浩劫,大爆炸后能量转化为物质和反物质,如果两者的量完全相等,那么宇宙就只会剩下场,而不会有物质出现,但是由于宇宙大爆炸的那一刻诞生的宇称不守恒定律,物质比反物质稍微多出一点

平均10亿个物质粒子可以有一个没有被湮灭,不管你是否相信,构成我们现在可观测宇宙的物质总量,是当时宇宙形成物质粒子数量的10亿分之一

大爆炸后10秒:温度已经下降到了约30亿度,这个时期被称为核时期,此刻氢、氦类稳定原子核(化学元素)形成。

约100秒后,宇宙温度已经足够低,粒子转变已经不可能发生了。科学家通过计算指出,重子密度仅占拓扑平宇宙所需物质的2%~5%,强烈暗示了其他物质能量的形式(也就是暗物质和暗能量)占宇宙95%-98%

大爆炸1万年后,宇宙的温度已经下降到约为10万度,这个时期被称为物质期。

在宇宙早期历史中,光子主宰着各能量形式。随着宇宙膨胀,光的波长被拉长,相应光子能量也跟着减小。一万年后,由于光子的能量下降太多,物质密度终于超越了它,从那时起,宇宙开始为物质所主导。

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

大爆炸后30万年后,宇宙已经下降到约3000度,化学结合作用使中性原子形成(此前电子和质子还是孤立的),宇宙主要成分为氢,其次为氦,当时还没有其它元素。

由于此刻宇宙已经足够大,物质分部并不均匀,大量的氢氦在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,这些气体云块在自身引力的作用下发生了核聚变反应,并释放出大量的光和热,也就是恒星!

此刻量子真空在暴涨期达到全盛,之后便以暗能量的形式弥漫于全宇宙,且随着物质和辐射密度迅速减小,暗能量越来越明显,从而推动了宇宙加速膨胀。

后面就没有准确的时间了

几十亿年后,诞生的恒星在核聚变的作用下逐步生成各种元素(按元素周期表排序,氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖等等),即氢聚变生成氦,氦聚变生成锂,锂聚变生成铍...,这个聚变过程一直持续,恒星变得越来越热,由于大量释放的能量使得恒星膨胀,这就是——超巨星!

这个过程一直进行到铁(铁之前的元素核聚变都是放出能量)!但是由于铁聚变会吸收能量,所以恒星聚变到铁后能量很快会耗尽,即不再对外释放能量,从而使得膨胀的恒星无力对抗自身引力而发生塌缩,这个塌缩过程会接近光速,整个星体向中心坍缩,造成外部冷却而红色的层面变热,如果恒星足够大,这些层面就会发生剧烈的爆炸,也就是超新星!

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超新星爆发会释放出可怕的伽马射线暴,这个可怕的杀手足以摧毁一条直线上几光年乃至几十光年内的一切生物,但是超新星爆发能使恒星生成的各种物质被投放至宇宙空间

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

超新星爆发能使恒星生成的各种物质被投放至宇宙空间,这些物质碎片在太空中漂浮,在漫长的岁月中因为引力使得它们逐步聚拢在一起而形成新的天体;

其中大量物质聚拢在一起可以形成新的恒星,聚拢物质相对较少的则形成了行星、和围绕行星运转的卫星、彗星等各种天体

超新星爆发后,将外层物质抛至太空,中心物质则因为超强的自身引力而形成一个致密的天体:

如果该天体的质量不足,该天体会形成白矮星(我们的太阳的最终结局就是白矮星)

如果该天体的质量足够大(至少要求1.4倍以上太阳质量),此刻电磁力已经不足以对抗引力,强大的自身引力会把天体的电子压缩进原子核里,使得天体由中子紧密排列而成(粒子不兼容性一定程度上可以阻止天体进一步塌缩),也就是——中子星!

但是如果该天体的质量非常大(至少要求100倍太阳质量),此刻粒子的不兼容性也无力对抗引力,该天体会进一步塌缩下去,此刻宇宙中已经没有任何力量对抗引力了,它会无止境的塌缩下去,形成一个体积无限小、密度无限大的点,也就是奇点!

奇点的时空曲率无限高,它的周围会形成一个光也无法逃逸的“天区”,奇点与天区构成的区间被称为黑洞

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

超新星爆发后抛出各种物质,物质冷却后依照属性分为气体、液体、固体(此外还有超固体、超流体、等离子体等等其他形态)

由大量氢氦为主体构成的行星为气态行星(比如木星),重元素等固体构成的行星为岩石行星(比如地球)

漫长的岁月中,行星逐步冷却,各种天体互相碰撞,其中彗星给幸运的岩石行星带来了大量的水,地质运动形成了陆地和海洋;而更多的岩石行星则没有这种待遇

更多的行星物质比较少,形成了太空中普遍的小行星

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

大质量恒星死亡形成的超大质量黑洞构成了星系的中心,超大质量黑洞牵引着数千亿颗恒星、无以计数的行星、太空尘埃围绕着它运转,类似的星系有几千亿个,此外还有可怕的类星体,由中心黑洞主导、周围物质落入黑洞释放出超强能量!

宇宙迎来了相对稳定的运行规则:

宏观层面:卫星围绕行星运转、行星围绕恒星运转、恒星围绕星系中心运转、星系之间互相牵引;

微观层面:电子围绕原子核运动,粒子的无规则运动

这个规则可以持续很久(预计上千亿年)

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宇宙大爆炸到宇宙的终结

宇宙成型后,规则会持续很长的一段时间,大量的氢汇聚成恒星,然后聚变释放光和热,直到聚变无法继续而,这个时间一直持续消耗氢,一直到氢彻底消耗完毕

几千亿年后,宇宙中不再有新的天体诞生(氢已经基本消耗完毕)

上万亿年后,所有的恒星全部燃烧殆尽,宇宙中一片黑暗,不再有光的出现,只剩下黑洞、黑矮星(白矮星的末日,不再发出光合热的产物)、中子星和其他天体,黑洞躲在暗处,吞噬着靠近它的一切天体

百万亿年后,宇宙中不再有天体,所有的天体都会因能量密度太低而撕裂开来转化为基本粒子漂浮在太空之中,而且平均距离也越来越大;即使是黑洞也会因为霍金辐射不断减少质量最终毁灭于一场大爆炸,所有的天体全部消亡,宇宙中剩下的只是一片死寂

万亿年后,熵的涨落产生自我意识,也就是玻尔兹曼大脑,它遍布于宇宙之中(目前该理论还处于猜想阶段)

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