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05月
10
2023
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宇宙物质到底哪来的呢

宇宙物质到底哪来的呢?

我们对于宇宙大爆炸的解释源于20世纪早期,当时宇宙物理学家们估计了宇宙的年龄和温度,推测出宇宙中的物质基本粒子,以及由基本粒子形成的原始元素和星体的形成过程,从而建立了宇宙学的框架。但是,这个框架并没有回答我们如何解释宇宙物质的来源这一问题。

宇宙物质到底哪来的呢

在宇宙大爆炸之后的几个钟头里,宇宙中装满了磷光质子以及微微的带电粒子。可是,将这些粒子与现在的宇宙的物质相比较,我们会发现,宇宙物质的巨大部分并不是由这些粒子构成的。那究竟是什么让宇宙中充满黑洞、暗物质、星体,以及彩色的星云物质?

宇宙中的物质大部分是普通物质,主要是氢和氦。然而,这些物质是如何被产生出来的呢?

著名的宇宙物理学家George Gamow和Alpher和Herman支持一个有趣的理论,即大爆炸产生的物质不仅包括大量的辐射,还包括极其丰富的氢和少许的氦。根据这个理论,宇宙大爆炸刚开始是非常炽热和高密度的环境,当宇宙成为足够稀疏和冷却时,从原始氢和氦元素开始,通过核反应的过程逐渐转化为重元素。这种过程叫做核合成。

核合成形成的重元素占宇宙中所有物质的一小部分,只有3%左右,但却是支撑人类生活的元素。除此之外,其余绝大部分物质是由于恒星和星系的形成,通过重力吸引和引力协同效应的积累的。最初宇宙中的气体会因为重力聚集形成原始的恒星,而原始恒星对于核反应的反应温度和压力条件非常严苛,才能进一步产生出更多的重元素,鎂、鈣、氧、鐵、金和铀等金属元素就是由原始恒星引领的核反应而形成的。

最后,有一部分宇宙物质是由超新星(爆炸的恒星)和星系合并所产生。它可能产生黑洞或中子星等超高密度物质。这些合并和爆炸处理我们现在所说的暗物质、中性子和射电星。

虽然我们可以解释宇宙物质的来源,但是,仍然有很多文化和哲学角度的问题需要回答。例如,是谁构成了宇宙?这个世界是如何开始的?这样的问题无法得到追溯到宇宙形成时期的科学重建。但是,科学的助力对于我们对于宇宙的理解有着巨大的帮助。