虽然其中些粒子打到反粒子上去时会湮灭,但是它们产生得比湮灭得更快。然而,在更低
温度下,碰撞粒子具有较小
能量,粒子/反粒子对产生得不快,而湮灭则变得比产生更快。
就在大爆炸时,宇宙体积被认为是零,所以是无限热。但是,辐射温度随着宇宙
膨胀而降低。大爆炸后
1秒钟,温度降低到约为100亿度,这大约是太阳中心温度
1千倍,亦即氢弹爆炸达到
温度。此刻宇宙主要包含光子、电子和中微子(极轻
粒子,它只受弱力和引力
作用)和它们
反粒子,还有
些质子和中子。随着宇宙
继续膨胀,温度继续降低,电子/反电子对在碰撞中
产生率就落到它们湮灭率之下。这样只剩下很少
电子,而大部分电子和反电子相互湮灭,产生出更多
光子。然而,中微子和反中微子并没有互相湮灭掉,因为这些粒子和它们自己以及其他粒子
作用非常微弱,所以直到今天它们应该仍然存在。如果
们能观测到它们,就会为非常热
早期宇宙阶段
图象提供
个很好
证据。可惜现今它们
能量太低
,以至于
们不能直接地观察到。然而,如果中微子不是零质量,而是如苏联在1981年进行
次没被证实
实验所暗示
,自身具有小
质量,
们则可能间接地探测到它们。正如前面提到
那样,它们可以是“暗物质”
种形式,具有足够
引力吸引去遏止宇宙
膨胀,并使之重新坍缩。
在大爆炸后大约100秒,温度降到
10亿度,也即最热
恒星内部
温度。在此温度下,质子和中子不再有足够
能量逃脱强核力
吸引,所以开始结合产生氘(重氢)
原子核。氘核包含
个质子和
个中子。然后,氘核和更多
质子中子相结合形成氦核,它包含二个质子和二个中子,还产生
少量
两种更重
元素锂和铍。可以计算出,在热大爆炸模型中大约4分之1
质子和中子转变
氦核,还有少量
重氢和其他元素。所余下
中子会衰变成质子,这正是通常氢原子
核。
1948年,科学家乔治·伽莫夫和他学生拉夫·阿尔法在合写
篇著名
论文中,第
次提出
宇宙
热
早期阶段
图像。伽莫夫颇有幽默——他说服
核物理学家汉斯·贝特将他
名字加到这论文上面,使得列名作者为“阿尔法、贝特、伽莫夫”,正如希腊字母
前三个:阿尔法、贝他、伽玛,这特别适合于
篇关于宇宙开初
论文!他们在此论文中作出
个惊人
预言:宇宙
热
早期阶段
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