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第18章 宇宙的起源和命运(1)[第4页/共5页]

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但是,一些偏差会产生出新的宏观分子,它们会更有效地复制本身。是以它们具有上风,并趋势于代替本来的宏观分子。退化的过程就是用这类体例开端,并导致越来越庞大的自我复制构造的产生。第一种原始的生命情势消化了包含硫化氢在内的分歧物质,而开释出氧气。这就逐步地将大气窜改成明天如许的成分,并且答应诸如鱼、匍匐植物、哺乳植物以及最先人类等生命的更高情势的生长。

(1)为何初期宇宙如此之热?

来了解被遍及接管的宇宙汗青。这是假定从早到大爆炸时候起宇宙便可用弗里德曼模型来描述。在此模型中,人们发明当宇宙收缩时,此中的任何物体或辐射都变得更凉(当宇宙的标准大到2倍,它的温度就降落到一半。)因为温度便是粒子的均匀能量――或速率的测度,宇宙的变凉对于此中的物质就会有较大的效应。在非常高的温度下,粒子能够活动得如此之快,能够逃脱任何由核力或电磁力将它们吸引在一起的感化。但是能够预感到,跟着它们冷却下来,粒子相互吸引并且开端结块。更有甚者,连存在于宇宙中的粒子种类也依靠于温度。在充足高的温度下,粒子的能量是如此之高,只要它们碰撞就会产生很多分歧的粒子/反粒子对一一并且,固然此中一些粒子打到反粒子上去时会泯没,但是它们产生得比泯没得更快。但是,在更低的温度下,碰撞粒子具有较小的能量,粒子/反粒子对产生得不快――而泯没则变得比产生更快。

就在大爆炸时,宇宙体积被以为是零,所以是无穷热。但是,辐射的温度跟着宇宙的收缩而降落。大爆炸后的1秒钟,温度降落到约为100亿度,这约莫是太阳中间温度的1000倍,亦即氢弹爆炸达到的温度。现在宇宙首要包含光子、电子和中微子(极轻的粒子,它只受弱力和引力的感化)和它们的反粒子,另有一些质子和中子。跟着宇宙的持续收缩,温度持续降落,电子/反电子对在碰撞中的产生率就落到它们的泯没率之下。如许,大多数电子和反电子相互泯没掉了,产生出更多的光子,只剩下很少的电子。但是,中微子和反中微子并没有相互泯没掉,因为这些粒子和它们本身以及其他粒子的感化非常微小。

这有点像问很多门生一个测验题。如果统统人都给出完整不异的答复,你就会相称必定,他们相互之间交换过。在上述的模型中,从大爆炸开端光还没有来得及从一个悠远的地区达到另一个地区,即便这两个地区在宇宙的初期靠得很近。遵拍照对论,如果连光都不能从一个地区达到另一个地区,则没有任何其他的信息能做到。以是,除非因为某种不能解释的启事,导致初期宇宙中分歧的地区刚好从一样的温度开端,不然没有一种体例能使它们达到相互一样的温度。

如许,直到明天它们应当仍然存在。如果我们能观察到它们,就会为非常热的初期宇宙阶段的图象供应一个很好的查验。可惜现在它们的能量太低了,使得我们不能直接察看到。但是,如果中微子不是零质量,而是像近年的一些尝试表示的,本身具有小的质量,我们则能够直接地探测到它们:正如前面提到的那样,它们可以是“暗物质”

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