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1700898867 但是在宇宙形成的初期,温度高达10000K时,粒子四处飞逸,不停地发生碰撞,其运动能太大,导致中性的原子不能形成。也就是说,宇宙的初期不存在原子,原子核和电子散乱地激烈地运动着。
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1700898869 再往前推,当温度高达10亿K时,粒子热碰撞使得原子核也发生瓦解。换句话说,原子核也是宇宙演化产生的。我们可以得出这样的结论,在宇宙初期,连原子核也不存在,质子、中子和电子散乱地激烈地运动着。
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1700898874 图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 宇宙早期的混乱状态
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1700898876 宇宙开始时……
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1700898881 宇宙的早期,温度极高,密度也相当大,整个宇宙体系中只有一些微小的粒子存在,就像是一锅沸腾的粒子汤。
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1700898886 图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 [:1700895583]
1700898887 图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 6 热平衡下的均匀温度 宇宙开始的状态
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1700898889 在宇宙的早期,大片由微观粒子构成的均匀气体在热平衡下有着均匀的温度。这一统一的温度是当时宇宙状态的重要标志,因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低,使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。
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1700898892 热平衡状态
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1700898894 前一节我们说到,宇宙早期,原子、原子核都不存在,是许多散乱的粒子们激烈运动的世界。科学家们认为,这些粒子包括了质子、中子和电子,但是,质子和中子只占其中的十亿分之一,其主要成分是如电子、光子、中微子等轻粒子。
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1700898896 这些粒子在高能量的世界中频繁地发生碰撞,能量低的粒子经过碰撞会得到能量。能量高的粒子通过碰撞把能量传给其他粒子。其结果就是所有的粒子的能量相同,这就是大爆炸理论中宇宙开始时的热平衡状态。
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1700898899 宇宙温度
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1700898901 在整个宇宙当中,温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上,也无论是在赤热的太阳上还是在阴冷的冥王星上,所有的星体所处的空间位置不同,温度也千差万别。例如,太阳表面温度是6000℃,而处于离太阳较远位置的冥王星的表面温度却只有-240℃。再如银河系里的牛郎星与织女星,人们看到只是闪烁的小亮点,它们的表面温度却在10000℃上下。
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1700898903 宇宙中的行星温度不同,决定着行星上面是否适合生命存在。而宇宙大爆炸时的温度变化,也决定着各种粒子是否有适宜的温度,生成原子核、原子以及星体、星系。我们把大爆炸理论中宇宙开始热平衡状态时的温度称为宇宙温度。之后,随着宇宙的膨胀,空间尺度迅速增大,宇宙密度与温度迅速下降,相互作用也减弱。当温度下降到3000K时,原子形成。
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1700898908 图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 宇宙中的温度
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