导语:一开始什么都没有。然后,大约137亿年前,宇宙形成了。我们仍然不知道发生这件事的确切条件,以及是否在时间之前的一段时间。但是,利用望远镜观测和粒子物理模型,研究人员已经能够拼凑出宇宙生活中主要事件的大致时间表。现在我们来看一看宇宙最重要的历史时刻,从它的幼年到最后的死亡。

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01

宇宙的开端

1、一切都是从大爆炸开始

这一切都是从大爆炸开始的,“这是一个时刻,而不是太空中的一个点,”加州理工学院的理论物理学家肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)说道。具体来说,这是时间本身开始的时刻,也就是所有随后的瞬间都被计算出来的瞬间。虽然这叫做“生命大爆炸”,但这并不是真正的爆炸,而是当宇宙非常热和稠密时,空间开始向各个方向快速扩张。虽然大爆炸的模型说宇宙是无限密度的无限小点,但这只是表示我们不太清楚当时发生了什么的一种手波方式。数学无穷大在物理方程式中是没有意义的,所以大爆炸是我们目前对宇宙的理解崩溃的关键。

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2、宇宙膨胀时代

宇宙的下一个窍是变得非常大,非常快。在大爆炸后的第一个0.00000000000000000000001(这是一个小数点,在大爆炸后1秒前有30个0)内,宇宙可能会以指数方式膨胀,从而使宇宙中以前曾有过密切联系的区域分裂开来。这个时代,被称为通货膨胀,虽然是假设的,但是宇宙学家喜欢这个想法因为它解释了为什么遥远的空间区域看起来如此相似,尽管彼此之间有着很远的距离。回到2014年,一个团队认为他们找到了信号来自早期宇宙的光的膨胀。但后来的结果却更加微不足道。

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3、夸克胶子等离子体

在时间开始几毫秒后,早期宇宙真的很热,我们谈论的是7万亿到10万亿华氏度(4万亿到6万亿摄氏度)的高温。在这样的温度下,被称为夸克(夸克)的基本粒子在质子和中子的内部通常被紧密地束缚着,自由地游走。胶子携带着一种被称为强力的基本力,它与这些夸克混合在一种充满宇宙的原始液体中。研究者们试图在地球上的粒子加速器中建立相似的环境。但是,在地球原子撞击机和早期宇宙中,这种难以达到的物理状态只持续了很少的时间

02

宇宙早期

宇宙大爆炸后的一秒钟内,宇宙密度降低到足以使中微子(最轻、相互作用最小的基本粒子)能够在不撞击任何物体的情况下向前飞行,因此科学家创造了一个背景,即宇宙中微子

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1、第一原子

在宇宙生命的前三分,质子和中子融合在一起形成了一种氢的同位素,叫做氘和氦,还有一小部分次轻的元素。但是一旦温度下降,这个过程就停止了。最后,在大爆炸之后38万年,一切都很凉爽,氢和氦可以与自由电子结合,形成第一个中性原子。以前曾遇到电子的光子现在可以在不受干扰的情况下移动,从而产生宇宙微波背景(中巴),这是这个时代的遗物,在1965年第一次被发现。

2、黑暗时代

很长一段时间里,宇宙中没有任何东西发出光。这个时期大约一亿年,被称为宇宙黑暗时代。这个时代仍然非常难研究,因为天文学家对宇宙的了解几乎完全来自星光。没有星星,很难知道发生了什么。绕来绕去大爆炸后的一亿八千万年氢和氦开始塌缩成巨大的球体,在它们的核心产生出地狱般的温度,这些温度照亮了第一颗恒星。宇宙进入了一个叫做“宇宙黎明”的时期,宇宙空间中的氢原子被分解成电子和质子。因为黑暗时代发生得过早,黑暗时代的信号被后来的尘埃所掩盖,所以可以说黑暗时代是在大爆炸之后大约5亿年过去的。

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3、大型结构

这是宇宙开始的地方,或者至少是我们今天所熟悉的事情。早期的小星系开始合并成更大的星系,大约在宇宙大爆炸后的10亿年,它们的中心形成了超大质量的黑洞。在120亿光年之外,能看见的明亮类星体,能产生强大的光信标

03

宇宙的中期

在接下来的几十亿年里,宇宙继续进化。原始宇宙中密度较高的斑点以重力方式吸引物质进入自身。它们逐渐发展成银河星团,并形成一张美丽的丝状宇宙网,形成今天可见的气体和尘埃

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1、太阳系的诞生

大约45亿年前,在一个特定的星系中,一团气体塌陷成黄色恒星,周围有一个环系统。这些环结合成八颗行星,再加上各种彗星、小行星、矮行星和卫星,形成了一个熟悉的恒星系统。这颗离中心恒星第三的行星在这一过程之后成功地保留了一吨水,否则彗星就会产生大量的冰和水

2、地球与人类

第三个是水的世界,在38亿到35亿年前(取决于你问的是谁),微小的、简单的微生物就存在了。这些生命形态出现并演化成神奇的海怪和巨大的食叶恐龙。最终,大约20万年前,出现了直立的生物,能够惊叹于我们神秘的宇宙,并发现整个事物是如何发生的。这不是意味着事情的结束。人们仍然清楚宇宙的未来。这取决于暗能量,一种仍然神秘的推动宇宙分裂的力量,其特性还没有得到很好地测量

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结语:在一个可能的未来,宇宙将继续永远膨胀,足够长的时间,所有星系中的所有恒星都会耗尽燃料,甚至黑洞也会蒸发成空,留下一个充满惰性能量的死宇宙。并且,引力最终将克服暗能量的扩张力,将所有物质拉回一起,形成一种被称为“大收缩”的反向大爆炸。或者,暗能量可以加速一切与其他事物的分离,创造出所谓的“大裂谷”,在这个大裂口中,宇宙实际上是在撕裂自己。