Question

宇宙的起源与演化过程

Answer 1

宇宙大爆炸发生前，是没有时间，没有空间，也没有物质和能量。突然有一天一个体积无限小的点爆炸了，宇宙诞生了，之后人类开始孕育，科学发展至今人类发现了宇宙正在膨胀，那么宇宙会不会最后收缩起来呢？

总所周知 宇宙是 从“奇点”开始,大约在膨胀进行到10^-37秒时,产生了一种相变使宇宙发生暴涨,在此期间宇宙的膨胀是呈指数增长的.当暴涨结束后,构成宇宙的物质包括夸克－胶子等离子体,以及其他所有基本粒子.此时的宇宙仍然非常炽热,以至于粒子都在做着相对论性的高速随机运动,而粒子－反粒子对在此期间也通过碰撞不断地创生和湮灭,从而宇宙中粒子和反粒子的数量是相等的（宇宙中的总重子数为零）.直到其后的某个时刻,一种未知的违反重子数守恒的反应过程出现,它使夸克和轻子的数量略微超过了反夸克和反轻子的数量——超出范围大约在三千万分之一的量级上,这一过程被称作重子数产生.这一机制导致了当今宇宙中物质相对于反物质的主导地位。

任何落进黑洞的东西都会在奇点处毁灭，在外面只能继续感受到它的质量的引力效应。另一方面，当考虑量子效应时，物体的质量和能量将会回到宇宙的其余部分，黑洞和在它当中的任何奇点会一道蒸发掉并最终消失。

在大爆炸时，宇宙体积被认为是零，所以无限热。但是温度随着宇宙的膨胀而降低。大爆炸后约一秒钟，温度降低约为100亿度，这大约是太阳中心温度的1000倍，即氢弹爆炸达到的温度。

在大爆炸发生的几分钟后,宇宙的温度降低到大约十亿开尔文的量级,密度降低到大约空气密度的水平.少数质子和所有中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成.而大多数质子没有与中子结合,形成了氢的原子核.随着宇宙的冷却,宇宙能量密度的主要来自静止质量产生的引力的贡献,并超过原先光子以辐射形式的能量密度.在大约37.9万年之后,电子和原子核结合成为原子（主要是氢原子）,而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播,这个辐射的残迹就形成了今天的宇宙微波背景辐射 。