天穹经三第四章近代各理论模型下的天体运动五

    五节：大爆炸宇宙论中天体运动的动力之源来自何处？

    随着天文观测仪器分辨率更一步的提高和有些天文观测已进入了太空，人们可窥视的视线已经深入到宇宙更深邃更遥远的天空。

    科学家创造的很多宇宙模型都热衷于宇宙不但是物质的，而且还是运动着的。

    大爆炸宇宙理论从众多的理论中显有更多的优势而成为很多科学家们心中的标准模型。

    关于对大爆炸宇宙论作更好的说明，这就需要核物理学和粒子物理学来做进一步的描述：

    由于近代粒子物理学的发展，科学家们已有了一个在宇宙创生最初一分钟内所发生事件的合理图像。

    当宇宙诞生大爆炸以后的百分之一秒钟时，这个时期，宇宙内的温度高达1000亿度以上，在如此高温条件下，不会存在普通物质概念。

    想知道那个时期，宇宙内的状态会致密到什么程度是相当困难的，我们可以通过想象，把所有的物质实体压缩在一个比现在宇宙空间所占范围要小数十亿倍的区域里。

    既密且热又极为高的压力状态之下，基本的原子和分子还未形成。

    这种极小范围的空间维持不会多久，因处于极高温而暴涨开了......

    整个宇宙空间充满着由基本粒子组成的极高温极热的“汤”，内含有相同数量的电子、中微子、正电子、反中微子和光子，及少量的重得多的粒子，包括质子和中子以及组成暗物质的一些奇异粒子。

    宇宙即迅速的增胀，溅射出去的物质在快速运行中开始冷却。这是由热力学原理所决定的：密闭系统在膨胀时，温度会随周围环境势必要下降。

    在快速冷却的过程之中，将导致许多的重要事件的发生：

    第一，更多存在的粒子，如那些电子和中微子，为它们与其反粒子的结合带来了有利的条件，在它们相互结合的过程中而获得能量。

    当物质跟反物质互相交融时，彼此之间以消灭对方而产生了光子形式的辐射。在这个时期，光子的数量猛然暴增。

    如此同时，宇宙里大多数的中子迅速地转化成质子、电子和微中子。

    当此时终结时，剩下来的主要是由光子组成的“海洋”，在这光子汤的“海洋”中点缀着各不同数量的质子、电子、中微子和中子，以及少量的稀有粒子。

    以上是采用现在粒子物理学知识而对原始宇宙所描绘的一个物质演化阶段。

    接着下一步的观察，是在发生大爆炸以后3分钟时的景象：

    因为宇宙内的温度进一步的降低，粒子的运动又一个变慢，这就使得它们之间有可能合并成稳定的原子核。

    最先形成的原子核不算氦核，由于它不过是质子罢了，也是氕。因为它由一个质子和一个中子组成，也叫做重氢。

    一段时间以后，宇宙内的绝大多数的中子已被纳入了氕里面去了。

    下一个元素是当氕跟质子聚合时诞生了氦的稀有形式氦-3.

    再下一步，当中子碰撞氦-3时，产生出普通的氦——即氦-4......

    就如此一步一步地，从氢到氦，再到锂......所有我们知晓的氢原子核，都是由质子、中子和氕等基本成分组成的。

    以上就是大爆炸论根据现代粒子物理学知识，对宇宙最初时期所经历的一个物质演化时阶段——经历了普朗克时代、大统一时代、强子时代、轻子时代、核合成时代到物质形成时代。

    到后来的物质复合时代，星系和星系团的形成，恒星和恒星系的诞生等等。