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宇宙如何度过了138亿年?它经历了什么时期?这些都有答案

宇宙诞生之前,奇点是一个难以想象的高温密集点。之后它爆炸了,并且瞬间经历了一次令人难以置信的膨胀。在膨胀中,空间本身比光速膨胀得更快。在这段时间里,宇宙的体积至少翻了90倍。

想要理解宇宙纪年,需要理论物理和天文学家的直接观测相结合。然而,在某些情况下,天文学家还没有看到最直接的证据,例如与宇宙微波背景有关的引力波。

据美国宇航局称,在宇宙奇点爆炸膨胀之后,宇宙继续增长,但以较慢的速度。随着空间的扩展,宇宙冷却,物质形成。一秒钟后大爆炸宇宙中充满了中子、质子、电子、反电子、光子和中微子。

​在宇宙的前三分钟,光元素是在一个叫做核合成过程中诞生的。温度降了下来。质子和中子相互碰撞,形成氘,这是一种同位素。大部分氘结合在一起氦,以及微量的锂也产生了。

根据法国国家空间研究中心(CNES)的数据,在最初的38万年左右,宇宙本质上太热,光线不能发光。创造的热量将原子粉碎在一起,有足够的力量将它们分解成致密的等离子体,这是一种不透明的等离子体。

​在38万年之后,物质冷却到足以使原子重组。新的时代开始了。这就使得透明的电中性气体产生。根据美国宇航局的相关资料。这个过程大爆炸之后的最初的光,这就是今天我们可以探测到的宇宙微波背景辐射。在这一刻之后,宇宙陷入黑暗,因为还没有恒星或任何其他明亮的物体形成。

在这段持续了5亿年的宇宙黑暗时代里,大量气体崩塌,形成了第一批恒星和星系,这些恒星和星系的高能紫外线电离摧毁了大部分中性氢。

在宇宙大爆炸90亿年后不久,我们的太阳系诞生了。

对于宇宙涵盖了我们所知道的所有的空间和时间,美国宇航局回答说确实如此。那么是什么导致了大爆炸?尽管有一些模型对这些问题进行了推测,但到目前为止,还没有一个模型能够进行实际的、更

​球状星系团NGC 6397包含约40万颗恒星,位于大约7200光年外的南阿尔法星座。它的年龄估计为135亿年,很可能是继大爆炸之后形成的最早的星系之一。

目前对宇宙的估计大致为138亿年。相比之下,太阳系只有46亿年的历史。

这个估计来自于测量宇宙中物质的组成和能量密度。这使得研究人员能够计算宇宙在过去膨胀的速度。有了这些知识,他们就可以把时钟倒转至大爆炸的时间,从而进行推断和论证。

关于宇宙的结构问题

科学家们认为,在宇宙的最初阶段,是没有任何结构的,物质和能量几乎均匀地分布在整个宇宙中。重子区域通过重力拉进越来越多的物质,它们变得越来越大,最后就能通过重力拉进更多的物质,形成星系,还有比星系更大的星系团,超星系团,丝状结构,宇宙墙和空洞,由成千上万的星系组成的“斯隆长城”有十多亿光年的跨度。密度较小的区域看似没有星系,最后被称为空洞。

宇宙的物质

直到大约30年前,天文学家还认为宇宙是由几乎完全由普通原子组成或者“重子物质”。可是现在有越来越多的证据表明,构成宇宙的大部分成分都是以我们看不到的形式出现的。

​事实证明,重子只占宇宙的4.6%。其余的23%由暗物质构成,暗物质通过最新的研究发现,它很可能是由一个或多个亚原子粒子组成,它们与普通物质的相互作用力很弱。其余还有72%是由暗能量构成的,而暗能量在推动宇宙的加速膨胀。

不少朋友问到了宇宙的形态或者说它是有限的还是无限的,其实这个问题取决于它的膨胀速度和引力之间的关系。所讨论的引力的强度在一定程度上取决于宇宙中物质的密度,引力越大,重子物质密度越高。

如果宇宙的密度超过一个特定的临界值,那么宇宙就是类似于球体的表面。如果宇宙存在的时间足够长的话,这意味着最初平行的光束将缓慢地会聚,最终交叉并返回到它们的起点。宇宙不是无限的,而是没有尽头的。就像球体表面的面积不是无限的,但是却没有起点或终点。宇宙最终可能停止膨胀,开始自我崩溃,既所谓的“大收缩”。

如果宇宙的密度小于这个临界密度,那么空间的几何是“打开的或者是”负弯曲“呢,就像一个马鞍的表面。如果是这样的话,宇宙就会是无边无际的。

假设宇宙的密度恰好等于临界密度,如果是这样的话,宇宙就会无限膨胀,但膨胀的速度会逐渐加快。

还有一种可能,宇宙有一个更复杂的形状,似乎有一个不同的曲率。例如,宇宙可以有圆环或是一个甜甜圈的形状。

膨胀的宇宙

​在20世纪20年代,天文学家埃德温·哈勃发现宇宙不是静止的。相反,它在膨胀。

在那之后,人们一直认为宇宙中物质的引力是肯定的。减缓宇宙的膨胀。然而在1998年,哈勃太空望远镜对超新星的观测显示很久以前,宇宙膨胀的速度比今天慢。换句话说,宇宙的膨胀并不是由于重力而减慢,而是莫名其妙地加速。推动这种加速膨胀的罪魁祸首是暗能量,它现在仍然是科学界中最大的谜团之一。

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