零世界1月前
宇宙起源大爆炸真相:138亿年前,奇点如何诞生930亿光年? 🌌138亿年前,时间、空间、物质与能量全都压缩在一个比针尖还小的「奇点」中。一场大爆炸,让无变为有,诞生了星系、恒星、行星,最终孕育出我们的地球与生命。 本片将带你深入解析宇宙从暴胀、大爆炸核合成、宇宙微波背景辐射(CMB)到暗物质与暗能量的演化历程,揭开宇宙如何膨胀至 930 亿光年的惊人真相。你将了解星系如何诞生、银河系如何形成,以及人类在宇宙中渺小却奇迹般的存在。 🚀 本期影片重点抢先看: 🌌什么是「宇宙奇点」? 探究宇宙最初的模样,比针尖还小亿万倍,却蕴藏着难以想象的能量! 🌌大爆炸:宇宙的「第一秒」发生了什么? 从超光速「暴胀期」到夸克、质子、中子、原子核的形成,揭示宇宙「原材料」的诞生过程。 🌌宇宙微波背景辐射(CMB): 大爆炸的「婴儿照片」!科学家如何透过这缕2.7开尔文的「回声」,还原宇宙的成长故事? 🌌星辰诞生与「黑暗时代」终结: 暗物质如何筑起宇宙骨架?第一批「原始恒星」如何点燃宇宙之光?星系的诞生与演化又经历了什么? 🌌银河系与太阳系的形成: 我们的家园——银河系何时成形?太阳与地球如何在星云中诞生? 🌌宇宙的终极构成: 暗物质、暗能量与普通物质,谁才是宇宙的主宰?为什么我们能看到的只占宇宙的5%? 🌌宇宙到底有多大? 从太阳系到银河系,再到930亿光年的可观测宇宙,一步步量给你看,挑战你的空间想象极限!银河系真实大小竟超乎你的预期! 🌌宇宙膨胀之谜: 是什么力量在推动宇宙加速膨胀?科学家为何测量出不同的膨胀速度? 📢 如果你喜欢我的视频,记得收藏、关注,小爱心点一个��,经常来听听我讲讲故事! ➡️ 下一集预告:《太阳系诞生记:一场恒星风暴,如何吹出两个世界?》 #宇宙大爆炸 #宇宙 #宇宙探索 #宇宙微波背景辐射 #太阳系
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66661月前
讲完了上面的这些,现在就来简单的复刻一下宇宙大爆炸的过程。首先大爆炸从一个基点开始,现代的物理学解释不了这个问题,根据广义相对论往回推,你就会得到一个密度无限大,温度无限大的点,所有的物理规律全都失效了。 大爆炸开始的0-10的-43次方秒,简单来说就是0.00......001,1的前面有43个0,从这里开始就进入了普朗克时代。所谓的普朗克时代就是说出现了第一个普朗克单位,这个普朗克单位大家就简单的理解为极限单位就好。 比如说普朗克长度,它就是一个非常非常非常小的长度,大概是1.6乘以10的-33次方厘米,这就是宇宙中最短的长度了,再短就超过了物理学或者说是量子力学的范畴,就失去意义了。所以也可以说从10的-43次方秒开始,这个时候宇宙就被赋予了意义,它赋予的第一个意义是温度,就是普朗克温度。 这样说可能会有点抽象,我告诉大家温度有多高,大家可能会有一点概念,这个时候的温度是116百万亿亿亿开尔文。这么说大家可能还是没有概念,这个温度比粒子对撞机高1000万亿倍,比太阳中心的温度高10亿亿亿倍。这个时候的宇宙就是这么一个不会发光,但是绝对高温的小球。 接下来时间来到了10的-32次方秒,这个时候宇宙扩大到了10的26次方倍,而温度从10的27次方开尔文降低到了10的22次方开尔文。现在时间来到了10的-12次方秒,宇宙进入了电弱时代,那个时候的大小根据测算半径是300光秒,就是说从宇宙的中心走到边边上,光只要走五分钟就到了。 这个距离大概是多远?大概是地球到月球距离的234倍,所以其实以人类的视角来看已经是非常非常远了。然后宇宙继续膨胀,时间来到了一秒钟,宇宙已经膨胀到了半径10光年,这个时候它的膨胀速度还是要比光速快的多。 就这样过了37万年,宇宙一边膨胀一边冷却,但那个时候温度还是很高,原子核抓不住电子,所以即便有了光子,宇宙里面还是什么都看不见,所以应该是灰蒙蒙的一片。在37万年以后,原子核第一次抓住了电子,宇宙就开始变得透明了。这个时候的宇宙半径大约是4200万光年,也就是在这个时候产生了宇宙微波背景辐射。 很多观众都知道,这个就是经常说的电视机上的雪花屏,但其实电视机上看到的那部分大概只有很少很少的宇宙背景辐射,大多数雪花还是来自于地球的磁场。其实宇宙背景辐射就是看到的最早的宇宙了,因为再往前宇宙里的任何东西都是不透明的。 接下来宇宙又经
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从宇宙大爆炸到生命的诞生 约138亿年前,我们的宇宙通过大爆炸诞生于物质密度极大、温度极高的奇点,然后开启进化之路。物质或能量或时空在急速膨胀的过程中,物质或能量分布密度与温度急剧下降,逐渐形成可以产生引力效应的粒子。然后随着时空的进一步膨胀,温度继续下降,这些可以产生引力效应的粒子结合成了夸克、电子等基本粒子,开始产生弱相互作用和强相互作用及电磁力。 时空的持续膨胀伴随着温度与物质密度的持续下降,温度下降就是物质运动速度的下降,就是物质相互碰撞速度的下降,逐渐准许夸克结合成中子和质子,宇宙进入以中子和质子为主的时代。这个进化过程虽然很复杂,但进行得很快。比如,当时宇宙的反物质与物质是同比例并且均匀分布的。在局部区域,物质与反物质分布开始趋向极端化,有些区域完全向反物质方向发展,有些区域就向物质方向发展,并继续膨胀。比如,我们银河系与附近星系应该都是物质构成。 在完成正反物质空间分布差异之后,时空又膨胀了许多,温度同步也下降了许多。中子容易衰变成电子和质子,而质子却比较稳定,这意味着质子占比会增加,中子占比会下降。在中子占比下降的过程中,时空继续膨胀,温度继续下降。中子与质子可以结合一起了,而不至于被轻易撞开了,这就形成了氢元素的氘和氚。氘和氚等的碰撞,可以形成氦元素,甚至锂元素。在形成氦元素的过程中,温度继续下降,这样就不具备形成更重元素的温度条件了。 中子的衰变与放射性元素的衰变一样,是粒子的隧穿效应所致,这是一种量子效应。中子与质子结合以后,由于质子的电磁力效应,极大遏制了中子发生遂穿效应的概率,促使中子寿命大幅度提高。但是一个质子的电磁力不如两个质子的电磁力强大,因此,氢的氘同位素中的中子寿命明显小于氦元素中的中子寿命。这也是氢元素中,氘与氚占比极小的原因。
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66661周前
你有没有想过在宇宙诞生之前是什么样子?根据现代宇宙学中最前沿的大爆炸理论,我们的宇宙起源于大约一百三十八亿年前一场奇点大爆炸,并在此后不断膨胀,最终形成了如今的广阔空间和宇宙万物。也就是说,大爆炸标志着时间的起点,是所有一切的开始。而在宇宙诞生之前,所有的空间、时间、能量以及物质都被压缩在一个密度无限大的初始奇点之中。所谓的“爆炸”其实只是一种比喻,指的是从奇点开始的宇宙演化过程。 在大爆炸后的一瞬间,也就是10的-35秒至10的-33秒之间,宇宙的尺度突然增大了一百亿亿亿倍,相当于从一粒尘埃瞬间变成十个银河系这么大。这种超光速的急剧膨胀过程称为“暴胀”,它为后续一切的形成奠定了基础。 在大爆炸后的1秒,宇宙是一团炽热、不透明的粒子汤。随后的几分钟内,第一批化学元素在称为原初核合成的过程中形成。早期宇宙的温度极高且密度极大,在这种高温下还无法形成稳定的原子,光子不断被自由电子散射,导致它无法传播很远,以至于在最初的几十万年里,宇宙基本上处于“迷雾笼罩”的不透明状态。 随着膨胀的持续,宇宙会逐渐冷却,到大爆炸后38万年左右,宇宙的温度降至足以让电子与原子核结合,形成中性原子。这一时期被称为“原子时代”,一切都在被彻底改变。由于电子被束缚在原子内,光子第一次能够在空间中自由传播,原本的“迷雾”消散了,光芒开始在宇宙中闪耀。这些古老的光芒至今仍然以微弱的辐射形式存在宇宙之中,它们遍布整个宇宙的各个方向,经过数十亿年的膨胀,其波长被拉伸到微波范围,所以被称为“宇宙微波背景辐射”,简称CMB。它相当于早期宇宙的照片,通过观测这种背景辐射,我们就能看到宇宙在38万年时的样子。相对于如今的138亿年来说,那就是宇宙的婴儿时期,可以说CMB是宇宙大爆炸遗留下来的余温,是我们能观测到的最古老的光。 从20世纪60年代被发现以来,科学家利用卫星和望远镜对CMB进行了越来越精细的测量,它承载着非常丰富的信息。例如其中微小温差形成的斑点图案便是形成如今庞大宇宙网的原始种子。图案中那些密度稍大的区域在引力作用下坍缩,最终形成了星系和星系团。事实上,CMB就像宇宙结构的“蓝图”,展示了原始物质分布的状态,让我们了解了宇宙的组成和形状。 通过数十年的研究表明,构成恒星、行星以及我们自身的“普通物质”,仅占宇宙总质量的5%左右,其余部分则是68%的暗能量和27%的暗物质。值得注意的是,新
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