黎聪笑， 颜 骏， 赵 峰

（四川师范大学 物理与电子工程学院，四川 成都610066）

在宇宙学标准模型中，宇宙的演化过程大致可分为4 个时代［1-4］.

（I）强子时代：温度介于T=1031～1012K.在这一时代中宇宙的物质是高度相对论性的基本粒子以及反粒子构成的等离子体.这些粒子包括夸克、胶子、电子、μ子、τ 子、中微子、光子、W和Z 玻色子、引力子及其反粒子.强子时代中粒子的总自旋状态数g*≈106.75，起止时间为t=10-43～10-4s.

（II）轻子时代：温度介于T=1012～4 ×109K.在这一时代只有较少量的粒子存留下来.残留的粒子包括光子、引力子、质子、中子、电子、μ 子、τ 子、中微子及其反粒子、引力子及其反粒子.轻子时代中粒子的总自旋状态数g*≈21.25，起止时间为t=10-4～10 s.

（III）辐射时代：温度介于T=4 ×109～104K.在这一时代，电子将产生湮灭效应，残余电子的密度与质子和中子的密度均远小于光子和中微子的密度.辐射时代中粒子的总自旋状态数g*≈7.25，起止时间为t=10 ～1012s.

（IV）物质时代：温度T＜104K.这一时代开始时，辐射密度将低于物质密度，电子与质子结合形成中性氢原子和氦原子，物质与辐射之间的耦合作用将变得很弱，物质时代的起止时间为t=1012s ～137 a.

上述宇宙演化过程中的起止时间都是由Einstein宇宙学场方程和量子统计物理原理结合而估算出的.目前天文学观察表明宇宙中最普遍的化学元素是氢元素，丰度为75%，而4He 丰度约25%，其他的轻元素或金属所占有的丰度很小.由于大量的4He不可能在星体内部出现，所以对氦丰度比较合理的物理解释是4He 产生于宇宙早期的热运动之中.这时氦产生的数……