Environment 版 (精华区)

发信人: lichunlu (露露365), 信区: Environment
标  题: 霍金眼中的宇宙史
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年03月03日09:54:59 星期一), 站内信件

对广义相对论和量子力学的综合考量，使我们对宇宙起源有了比较清晰的认识。按照目前
的“量子引力论”，霍金为我们描述了宇宙创生的大致过程：

　　约150亿年前——在大爆炸的瞬间，宇宙的体积是零，所以其温度是无限高的。大爆炸
开始后，随着宇宙的膨胀，辐射的温度随之降低。大爆炸1秒钟之后，温度降低到了100亿
度，这个温度是太阳中心温度的一千倍。此时的宇宙中主要包含光子、电子、中微子和它
们的反粒子，以及少量的质子和中子。此时粒子的能量极高，它们相互碰撞并产生大量不
同种类的正反粒子对。

　　中微子和反中微子之间以及它们和其它粒子之间的相互作用非常微弱，所以它们并没
有互相湮灭掉，以致于直到今天它们仍然存在。

　　宇宙继续膨胀，温度的降低使得粒子不再具有如此高的能量。它们开始结合。与此同
时，大部分正反电子相互湮灭，并产生了更多的光子。大爆炸100秒后，温度降到了10亿度
，这相当于最热的恒星的内部温度。一个质子和一个中子组成氚核（重氢）；氚核再和一
个质子和一个中子形成氦核。根据计算，大约有四分之一的质子和中子转变为氦核，以及
少量更重元素。其余的中子衰变为质子，也就是氢原子核。

　　几个钟头后，氦和其它元素的产生停止下来。在这之后的100万年左右，宇宙中没有新
物质形成，只是空间在膨胀。当温度降低到了几千度时，电子和原子核不能再抵抗彼此间
相互的吸引力而结合成原子。由于宇宙存在着小范围的不均匀，区域性的坍缩开始发生。
其中一些区域在区域外物体引力的作用下开始缓慢的旋转。当坍缩的区域逐渐缩小，由于
角动量的守恒，它自转的速度就逐渐加快。当区域变得足够小时，自转的速度足以平衡引
力的作用，象我们银河系这样的铁饼状星系就诞生了。另外一些区域由于没有得到旋转而
形成椭圆形星系。这种星系的整体不发生旋转，但它的个别部分稳定地绕着它的中心旋转
，因而也能平衡引力坍缩。

　　由于星系中的星云仍有不均匀性，它们被分割为更小的星云，并进一步收缩形成恒星
。恒星由于引力坍缩产生的高温引发核聚变，聚变产生的能量又抵抗了继续收缩的趋势，
恒星进入稳定地燃烧。质量越大的恒星燃烧的越快，因为它需要释放更多的能量才能平衡
自身更强的引力。它们甚至会在1亿年这样短的时间里耗尽自己的燃料。

　　恒星有时会发生被称为“超新星”的巨大喷发，这种喷发令其余一切恒星都显得黯淡
无光。这时一些恒星在晚期产生的重元素就会被抛回到星系中，并成为构成下一代恒星的
砖瓦。我们的太阳就是第二代或第三代恒星，它含有大约2%的这种重元素。还有少量的重
元素聚集并形成了绕恒星公转的行星，我们的地球也是其中之一。 
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