宇宙最热时是什么样的?
2021-09-02郎思策
科学之谜 2021年6期
郎思策
宇宙什么時候最热?
我们的宇宙中充满了恒星和星系,它们都不是静态的,整个宇宙也不是静态的。遥远的星系在引力的作用下集聚,不断成群、成簇,它们构成了我们这个不断扩展的宇宙的一部分。同时,这些星群、星簇彼此之间也在以一定的速度远离。随着宇宙的扩展,在空间中的每一个光子的波长都会被拉伸,于是这些星群、星簇不仅变得越来越稀疏,也越来越冷。
但这意味着,如果时光倒流,我们回到宇宙的过去,会发现宇宙不仅比它现在密度更大,而且比它现在温度更高。如果我们继续往更早的时间追溯(直到我们知道的最早时刻),那么我们就来到了“大爆炸”之初——这绝对是宇宙最热的时候。那将是什么样的一种情况呢?
能量和物质转化
在当今的宇宙中,粒子的存在都遵循一定的规则。
它们大多数具有质量,同时也存在相应的内部能量,这些能量与质量大小成正比。它们可以是物质(对应费米子),反物质(对应反费米子),也可以两者都不是(对应玻色子)。但是也有一些粒子是无质量的,它们通常都是以光速在运动。
每当物质和相应的反物质相互碰撞时,它们就会自发湮灭,这时通常会产生两个无质量的光子。如果你用足够大的能量将任意两个粒子碰撞在一起,就有机会创造新的物质和反物质粒子对。根据爱因斯坦的质能方程E=mc2,只要有足够的能量,我们就可以将能量转化为物质,反之,我们也可以将物质转化为能量。……
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