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周法哲的博客

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做过工,开过荒,教过书,扛过枪,当过干部仍在党,现任公司董事长。业余以探索天地人和谐之道为乐!

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(原创)宇宙简历(图)  

2009-03-10 12:18:07|  分类: 宇宙之道 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们在找工作时,常常会递交一份个人简历,以便于用人单位了解自己的基本情况、受训经历、专业技能和工作经验积累情况。那么我们居住的宇宙,有没有简历呢?

为了让更多的人了解宇宙,周法哲一直想替咱可爱的宇宙(不爱也没有办法,别无选择),整理出一份简历,只可惜资料有限,信息不足,唯恐挂一漏万。些许用了点功夫,才发现这个梦想本来就是全人类有史以来全部科学成果的集大成工程,况且到目前为止的宇宙学全部研究成果仍然很有限,甚至是零零星星,难于连续,真的没有人完全知道天有多高、地有多厚啊!尽管如此,周法哲还是先凑个梗概,抛砖引玉,以期网友和后来的高手斧正和补充。

自从1948年伽莫夫提出大爆炸理论后,现代宇宙学的理论和观测实验成果不断在向人们勾画出一幅逐渐清晰的宇宙蓝图――我们的宇宙起源于大约150亿年前的一次大爆炸,时间从此开始,一切从此开始:

(原创)宇宙简历(图) - 周法哲 - 周法哲的博客

t=0时,宇宙是一个尺度极小、密度极大、温度极高的奇点。

0~10^-43 s(时间单位:秒),为混沌状态的过渡时期,包含有随机的量子涨落和许多被称为“泡沫”的区域,这些“泡沫”是由于初始状态的一种临界不稳定性造成的。这里的“10^-43 ”表示10的负43次方,即小数点后面有42个0跟一个1。现代宇宙学把这么一小段时间作为一种时间的度量单位,叫做“普朗克时间”,即1普朗克时间=10的负43次方秒。

t=10^-43 s时,宇宙变成了一个温度高达10^32 K的原始火球。这里的K是热力学温度单位:开尔文,水的冰点摄氏0℃相当于273.16K。当今太阳表面温度是6000K,而当时的宇宙温度是10的32次方,即1后面跟着32个0,巨热吧!

10^-43 s~10^-35 s,为“假真空”状态,具有巨大的负压力,引起引力排斥效应。这时的宇宙已有真空场和空间意义,相互作用主要是统一力。

t=10^-35 s时,温度为10^27K,宇宙开始暴胀。已知能量在10^24 eV(能量单位:电子伏特)条件下产生出来的粒子具有高度的对称性。

10^-35 s~10^-32 s,由于暴胀使温度急剧下降,强相互作用(自然界4种基本相互作用之一)开始产生重子(质子、中子)。

t=10^-32 s时,由于暴胀使宇宙半径猛增了10^50倍,密度和温度大大降低。

10^-32 s~10^-6 s,由“假真空”变为真空状态,多余的能量大量释放,夸克、轻子之类的基础粒子大量产生。

t=10^-6 s时,温度为10^22K,弱力、电磁力开始起作用。

10^-6 s~0.1s,温度降至10^13K左右,夸克结合成各种强子(重子、介子),称强子代。出现“质子――反质子”湮灭,产生自发对称破缺。也称对称破缺阶段。

t=0.1s时,温度为3×10^10K,密度为水的3000万倍,物理定律开始生效。

0.1s~1s,出现“电子――正电子”湮灭,产生自发对称破缺,称轻子代。

t=1s时,温度为10^10K,进入辐射阶段或核合成阶段。

t=1.1s时,密度下降为水的38万倍。

t=1min(时间单位:分)时,温度降为10^9K,中子和质子聚变成氦核,称辐射代。

t=4min时,宇宙物质有75%为氢核,25%为氦核。

t=30min时,粒子间停止强烈相互作用,核反应大大减少,第一轮核时代结束。

t=34min时,温度为3×10^8K,密度下降为水的1/10。

t=1万年时,温度继续降低,原子核捕获电子生成氢、氘、氦等原子,进入实物阶段。

t=30万年时,温度为4000K,原子气体云弥漫。由于原始气体云局部物质密度微小的不均匀(涨落现象),在引力的作用下使“富人更富”,即物质密度稍高的地方引力也稍大,吸引物质凝聚使局部密度更高,从而引力更大......形成第一批原子气体星系。

(原创)宇宙简历(图) - 周法哲 - 周法哲的博客

t=70万年时,在原子气体星系内密度剧增,星系内由于碰撞而脱落电子的原子核发生核聚变,第二轮核反应期开始,局部核爆炸再一次把各种物质粒子(包括原子)抛向宇宙空间。

t=100万年时,温度为3000K,光子与粒子分离,原子核与电子结合生成较稳定的原子和各种化学元素,称退耦代。

t=10亿年时,第二批星系形成。

t=50亿年时,第一代恒星形成,进入恒星演化阶段。

t=100亿年时,银河系、太阳系、地球和其他行星生成,除了恒星内部外,宇宙空间温度大幅度降低,成了冷冰冰的世界。

(原创)宇宙简历(图) - 周法哲 - 周法哲的博客

t=101亿年时,地球上形成最古老的岩石,称始生代。

t=112亿年时,地球上产生原始生命,称原生代。

t=148亿年时,地球上进化出哺乳类动物,称中生代。

t=150亿年时,宇宙空间温度冷却到3K(零下270.16℃),宇宙空间中的天体仍然在互相远离。

距今约300万年前,地球上的灵长类动物进化出人类,称新生代。

从宇宙演化的漫长过程和最新的宇宙学研究成果(星光红移现象等)看,宇宙的确仍然在膨胀,宇宙空间的温度一直在降低,现在实测的宇宙大爆炸残留微波背景辐射等效温度为2.7K。

(原创)宇宙简历(图) - 周法哲 - 周法哲的博客

宇宙究竟要把我们载向何处去?宇宙的自发过程到底会导致什么样的结局?这些问题目前仍然是科学界的难题,有待于人们继续探索和研究。

(作者:周法哲2009-3-10于广东,插图为转摘)

 

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