宇宙最初的大爆炸距今大概过去了多少年?
根据人类目前的探测结果(2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果)显示,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年。
宇宙诞生于大爆炸时,它是一个难以想象的炽热密集点。当宇宙只有 10的-34次方秒左右的年龄时,它经历了一场令人难以置信的膨胀爆发,称为暴胀,其中空间本身膨胀速度超过光速。在此期间,宇宙的大小至少翻了 90 倍,几乎瞬间从亚原子大小变为高尔夫球大小。
理解膨胀宇宙的工作来自理论物理学和天文学家直接观察的结合。然而,在某些情况下,天文学家无法看到直接证据——例如与宇宙微波背景相关的引力波,即大爆炸的残余辐射。
在暴胀之后,宇宙继续增长,但速度较慢。随着空间膨胀,宇宙冷却并形成物质。大爆炸后一秒钟,宇宙充满了中子、质子、电子、反电子、光子和中微子。
在宇宙诞生的前三分钟,轻元素在一个被称为大爆炸核合成的过程中诞生。温度从 100 非亿 (10的32次方) 开尔文冷却到 10亿 (10的9次方) 开尔文,质子和中子碰撞产生氘,氢的同位素。大多数氘结合生成氦,还生成了微量的锂。
在最初的 380,000 年左右,宇宙基本上太热而无法发光。创造的热量以足够的力量将原子粉碎在一起,将它们分解成致密的等离子体,质子、中子和电子的不透明汤,像雾一样散射光。
在大爆炸大约 380,000 年后,物质冷却到足以在复合时代形成原子,从而产生一种透明的电中性气体。这一组释放了大爆炸期间产生的初始闪光,今天可以检测到宇宙微波背景辐射。然而,在这之后,宇宙陷入了黑暗,因为还没有恒星或任何其他明亮的物体形成。
大爆炸后大约 4 亿年,宇宙开始从再电离时代的宇宙黑暗时代中出现。在这段持续了超过 50 亿年的时间里,气体团块坍塌形成了第一批恒星和星系,其高能紫外线电离并摧毁了大部分中性氢。尽管宇宙中的物质通过引力拉动自身,宇宙的膨胀逐渐放缓,但在大爆炸后大约 50或60亿年,一种现在被称为暗能量的神秘力量开始加速膨胀。宇宙再次出现,这种现象今天仍在继续。在大爆炸之后的 90 亿年后,我们的太阳系诞生了。
大爆炸尽管我们可能会从它的名字中进行想象,但大爆炸并不是以人们通常认为的方式发生的爆炸。宇宙并没有膨胀到太空中,因为在宇宙出现之前,空间并不存在,相反,最好将大爆炸视为宇宙中各处空间同时出现。自大爆炸以来,宇宙并没有从任何一个点膨胀——相反,空间本身一直在拉伸,并携带着物质。
由于宇宙的定义涵盖了我们所知的所有空间和时间,宇宙正在膨胀或导致大爆炸的原因超出了大爆炸模型的范围。尽管存在对这些问题进行推测的模型,但迄今为止,它们都没有做出可实际检验的预测。
总结
大爆炸意味着我们所在的宇宙诞生,大爆炸这个模型是描述宇宙的源起与演化的宇宙学模型。也是现在大多数人都相信的理论。