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创新微课现在开始宇宙演化1创新微课宇宙演化一、宇宙从何而来——大爆炸理论•大爆炸理论(TheBigBangTheory)•宇宙从一个“奇点”爆炸产生大爆炸是在无限的宇宙各处同时产生时间的零点1创新微课宇宙演化1929年埃德温·哈勃提出宇宙膨胀理论，即不管你往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去。这意味着，在早先星体相互之间更加靠近。事实上，似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻，它们刚好在同一地方，所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻，当时宇宙无限紧密。1创新微课宇宙演化1950年前后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点，然后向四周的空气传播开去的那种爆炸，而是一种在各处同时发生，从一开时就充满整个空间的那种爆炸，爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。“整个空间”可以指的是整个无限的宇宙，或者指的是一个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。1创新微课宇宙演化根据大爆炸宇宙论，甚早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体，温度极高，密度极大，且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这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。1创新微课宇宙演化二、粒子的形成大爆炸开始时150－200亿年前，极小体积，极高密度，极高温度。大爆炸后10-44秒，宇宙温度为1032K，产生夸克、轻子、胶子等。大爆炸后10-6秒温度降至1013K，质子和中子形成，称为强子时代。大爆炸后0.01秒，温度降至1011K，光子、电子、中微子大量存在。质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。称为轻子时代。1创新微课宇宙演化大爆炸后0.1秒后,温度为109K，中子和质子结合成氘核，并很快生成氦核，同时有氚核、氦3等轻核及其他轻核生成，此时代称为核合成时代。目前宇宙中存在的大部分氦是那时形成的。大爆炸1万年后，温度为104K，此时得宇宙宇宙由电子、质子和氦核的电离气体组成。温度降到3000K时，电子与质子复合成中性的氢原子。继续冷却，电子、质子、原子等于光子分离，中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。1创新微课宇宙演化三、粒子物理与宇宙学殊途同归1创新微课宇宙演化四、恒星演化大爆炸恒星白矮星中子星黑洞宇宙尘埃星云团同学，下节再见