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宇宙大爆炸最初的几微秒,温度达四万亿,科学家:只存在一种原子

 天高云淡书客 2018-12-17

为什么宇宙中所有天体都在运动,为什么所有星系还在疏远扩散。这些星系来自那里,未来又要去向那里?为此,科学家们假设了一套又一套理论,其中宇宙大爆炸理论最受世人追捧。宇宙大爆炸理论指出,所有天体都来自一个奇点大爆炸。

现代物理理论认为宇宙是由奇点大爆炸而来,这个奇点是一个密度无限大,体积无限小的物质,它里面包含了无数的星系和无数的天体,宇宙的一切都包含在其中,当这个无限的奇点大爆炸之后,奇点内的物质被释放出来,然后宇宙开始超光速不断膨胀,宇宙也就诞生了。

那些原子的速度接近光速时,它们被引入一场剧烈的对撞,反应生成了一个火球,其温度超过了四万亿摄氏度,比太阳中心温度高25万倍,不用担心如此高的温度会造成致命影响,那只是一个量子级别的事件,并且存在时间非常短暂,可以说瞬间消失。据科学家们了解,此前宇宙中曾出现过如此高温的物质,那是在宇宙诞生后的百万分之一秒。

恒星和星系不是立刻形成的。科学家认为,物质最初是一种近乎完美的夸克流体,夸克是已知的最小的原子成分。他们在高能粒子对撞机实验中发现了这些流体的证据。现在,越来越多的证据表明,这些流体可以意想不到的方式形成,产生向外爆炸的微小液滴,就像液态“大爆炸”的缩影,科学家们正在开始对它们进行控制。

人们普遍认为,宇宙在大爆炸后的最初几微秒内一瞬间,有着数万亿度高温,不能容纳任何原子。然而据《自然·物理学》杂志12月10日刊发的一篇研究论文称,美国科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)的物理学家们所领导的一个国际科学家团队在重点研究了一种名为夸克胶子等离子体、类似于液体的物质状态后,已经在实验室中创造出曾经充满宇宙初始阶段的、超高温物质构成的微小液滴,而这些液滴分别呈现出三种不同的形状和大小:圆圈形、椭圆形和三角形。

夸克胶子等离子体是一种类似液体的物质状态,物理学家认为,在大爆炸后的最初几微秒内,这种状态充满了整个宇宙。在这段时间里,由于宇宙太热以至于粒子无法聚集在一起进而形成原子。这种在实验室中制造该粒子的实验被称为PHENIX。研究小组的研究提供了迄今为止证明这些微小液滴表现得像液体的最有力证据。然而有趣的是,科学家们以前认为类似流体的行为是不可能的。

现在,我们对宇宙的了解已经很多:它的形状、年龄、组成、暴涨开始的证据、从夸克汤到宇宙大尺度结构形成的时间线,但对于诸如宇宙中特殊原子混合物的 存在、暗物质及暗能量的了解却不是很多。我们不了解暗物质究竟是什么,宇宙为什么加速膨胀,同样也不知道如果宇宙在早期确实经历了暴涨那么又是什么触发了 它。与郎道曾经说的有所不同,今天的宇宙学家们很少出错但却经常被怀疑。

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