当前位置:悬河注火奇闻从宇宙大爆炸到宇宙终极未来,宇宙所有的故事都在这里
从宇宙大爆炸到宇宙终极未来,宇宙所有的故事都在这里
2022-05-28

我们如今对宇宙的认知大部分都建立在最近一百多年来科学家对宇宙的探索基础上。或许你不知道,仅仅在一百多年前,人类仍然认为银河系就是整个宇宙,科学家并不知道还有河外星系。同时,在19世纪末20世纪初,牛顿经典力学被认为“上天入地,无所不能”,统治了宇宙中的一切。但仅仅一百多年后,科学家已经建立了标准模型,而量子力学和相对论成为了现代物理学的两大基石!

人类对宇宙的认知在过去的一百年多比之前的几千年还要多。科学家告诉我们,宇宙拥有138亿历史,那么在过去的138亿年到底都发生了哪些重大事件?宇宙的未来将会发生怎样的变化?宇宙也会有消亡的一天吗?

下面就让我们一起穿越时空,回到宇宙大爆炸发生的瞬间,然后再前往极其遥远的未来,一起见证宇宙的演化史!

宇宙大爆炸瞬间

大约138亿年前,一个体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的奇点突然膨胀(爆炸),时间和空间因此诞生。科学家们认为时空诞生于某种超时空,也有科学家称之为“量子真空”,里面充满了量子能量的扰动,海森堡的不确定性原理决定了量子能量扰动。

宇宙大爆炸后一个普朗克时间(10∧-43秒),当时的宇宙温度高达10∧32度。虽然宇宙大爆炸瞬间就诞生了时空,但一个普朗克时间之后对于人类来说才是有意义的,因为普朗克时间是有意义的最小时间单位。一个普朗克时间之前,当时的宇宙只有一种力(超力),谜底高达每立厘米10∧91千克。

一个普朗克时间之后,宇宙冷却,引力开始分离出来,但其他三种力(强力,弱力,电磁力)仍旧是一体的。

宇宙大爆炸后10∧-35秒,温度仍旧高达10∧27度,最基本的粒子,比如夸克,轻子玻色子等已经形成,宇宙继续冷却,同时强力也分离出来了,但弱力和电磁力仍旧是一体的。暴涨开始,但持续时间极短(仅仅10∧-33秒),但就是如此短暂的瞬间,宇宙膨胀了10∧30倍,膨胀的是时空本身,并不违反相对论的光速限值。

宇宙大爆炸后10∧-12秒,温度达到10∧15度,这个期间是基本粒子的形成和稳定期,质子,中子还有反粒子逐渐形成,而电子,夸克,玻色子,中微子还有胶子等都稳定了下来。同时电磁力和弱力也分离开来,宇宙四种基本作用力都形成了。

宇宙大爆炸后10∧-5秒,质子和中子也稳定下来。一种看起来比较怪异的现象是:宇宙中的物质数量比反物质数量稍多,比如宇宙中每出现100亿个反质子,就会100亿+6个质子诞生,多出来6个质子,这也是“正反物质的不对称性”,为何会这样?目前还没有统一答案。有些科学家认为,宇宙大爆炸瞬间,宇宙环境太极端了,可能存在违反重子数守恒的相互作用。

正反物质发生碰撞相互湮灭,虽然每100亿个反物质只多出来6个物质,但这多出来的6个物质已经足够形成我们如今看到宇宙。

宇宙大爆炸后1秒,温度仍旧高达100亿度,宇宙中大量的质子和中子,它们本应该融合在一起形成原子核,但是由于温度太高,宇宙的辐射能量极强,质子和中子很难形成原子核。

宇宙大爆炸后10秒,温度约30亿度,氢和氦原子核开始形成。但并不能把电子拉拢过来形成中性原子,因为当时的宇宙仍旧太热了。

宇宙大爆炸后30万年,温度大约3000度,中性原子开始形成,宇宙中主要成分为气态物质,这些物质之后形成恒星系统。宇宙中的光子自由旅行,在旅行过程中损失能量,同时随着宇宙加速膨胀波长被不断拉伸,嘴周形成微波,也就是我们通常所说的“宇宙微波背景辐射”,发生在大约宇宙大爆炸发生后38万年,这之后宇宙开始变得透明!

在之后的漫长岁月里,是恒星系统和星系形成的时期。

在宇宙不断膨胀过程中,会出现密度和温度不平衡的情况,物质分别不均匀,结果是什么呢?引力不平衡。密度过高的地方引力会相对较大,会吸引到更多的物质。不过由于当时的温度仍旧相对较高,还有较强的辐射压力对抗引力,所以引力还没有合适的机会发挥它强大的统治力。

宇宙大爆炸后1亿年左右,经过了漫长时间的冷却之后,宇宙中的辐射压力已经变得相当低了,不再是万有引力的对手。在引力的强大作用下,密度相对较大的区域开始吸引越来越多的物质,结果就像滚雪球那样,到了一定的临界点,物质在引力的作用下开始向内急剧坍缩,中心温度开始迅速上升,一颗善良的恒星诞生了!

第一批恒星的诞生意义重大,因为宇宙终于不再一片黑暗,光明降临。

不过第一代恒星的寿命是十分短暂的,通常都不到几百万年,最终这些恒星在走向死亡的过程中会形成白矮星,中子星或者黑洞,而在这次个过程中会出现宇宙超级爆发:超新星爆发,这种爆发对于之后的宇宙演化至关重要。

超新星爆发的瞬间,强大的爆发力会把外层物质喷发到浩瀚的星际空间,这些物质会成为下一代恒星和行星的原材料!

宇宙大爆炸后6亿年左右,星系开始形成。

宇宙大爆炸后18亿年左右,星系开始合并,成为更大的星系或者星系团,比如我们如今看到的椭圆星系,螺旋星系,矮星系还有不规则星系等。

星系的合并一直没有停止,直到今天仍然在进行着。比如我们的银河系和邻居仙女座星系一直在靠近,科学家们预测在大约35亿年之后,两大星系就会合并成一个更大的星系。

宇宙大爆炸后大约90亿年,一个重大事件在宇宙中上演:太阳和太阳系的诞生。虽然太阳只不过是宇宙中再普通不过的一个恒星,但对于人类来讲,意义非凡!太阳诞生之后,也开始凭借它强大的统治力塑造太阳系。

宇宙大爆炸后大约100亿年,也就是地球诞生大约10亿年之后,地球上形成了最原始的生命,这对于地球漫长的演化史来说,又是一个里程碑。

之后的漫长岁月里,地球生命经历了五次物种大灭绝,但仍旧顽强地生存着,不断向前进化,从低级到高级,再到如今我们看到的丰富多彩的生命世界。

以上就是从宇宙大爆炸开始到今天所有的宇宙故事,那么宇宙漫长的未来到底会走向何处呢?

10亿年之后,我们的太阳将变得更大,也会更热,地球也因此很可能不再适合生命生存,地球上的海洋将全部蒸发。事实上,太阳自诞生开始就不断地变大变热,不过速度相对比较缓慢。随着太阳核燃料一点点减少,太阳变大变热的速度开始加快。

35亿年之后,我们的银河系,邻居仙女座星系合并成更大的椭圆星系。

50亿年之后,太阳燃料耗尽,向内急剧坍缩,最终成为一颗白矮星。

1000亿年之后,在暗能量的强大力量作用下,宇宙膨胀速度越来越快,星系之间的距离变得越来越远,宇宙空间变得更加空旷。

之后仍旧有新的恒星诞生,但有更多的恒星走向死亡。但最后的结局很明显,因为氢燃料毕竟是有限的,这意味着最终所有的恒星都会走向死亡。红矮星是寿命最长的恒星(因为质量较小,燃烧速度较慢),随着最后一颗红矮星走向死亡,宣告宇宙的光明时代结束,黑暗时期降临!

大约10∧15年之后,宇宙中只剩下黑矮星,中子星和黑洞。

大约10^1000年(无法想象有多漫长),生命力最顽强的黑洞也会因为“霍金辐射”走向终结。此时的宇宙我们已经完全看不懂,因果关系已经不复存在,或者说时间已经不存在,没有过去和将来,一切都只有现在,宇宙中只有各种虚粒子忽隐忽现,一个相当怪异的宇宙,这样的宇宙可以说也已经走向“死亡”!

悬河注火  手机版  网站地图  QQ号:1162063247  技术:建站养米
//文章网站 //统计代码