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宇宙演化史大盘点,人类已经进入了宇宙最后的时代

星海漫游2022-03-23宇宙观察309
现代主流科学认为,我们的宇宙起源于一场大爆炸,所谓的“宇宙大爆炸”。在138亿年前,一个体积无限小,密度温度无限大的奇点突然发生大爆炸,我们的宇宙也因此诞生。也就是说,宇宙起源于“奇点”,但事实上科学

现代主流科学认为,我们的宇宙起源于一场大爆炸,所谓的“宇宙爆炸”。在138亿年前,一个体积无限小,密度温度无限大的奇点突然发生大爆炸,我们的宇宙也因此诞生。

宇宙演化史大盘点,人类已经进入了宇宙最后的时代


也就是说,宇宙起源于“奇点”,但事实上科学家并不能确定宇宙爆炸是否真的发生了,这个理论一开始只是一种假说,甚至带有讽刺意味,之后确实有比较有说服力的证据支撑宇宙爆炸理论,但无论如何该理论都不是完美的,本身有瑕疵。

但这并不妨碍我们通过宇宙爆炸来认识宇宙的发展史,毕竟经过了几十年的不断验证,宇宙爆炸理论经受住了考验,在更好的宇宙起源理论出现之前,宇宙大爆炸理论仍旧是科学界主流理论。

根据宇宙大爆炸理论的诠释,我们的宇宙拥有138亿年的漫长演化史。随着时间的一点点流逝,会发生一些非常细微但有很重要的变化,其中很多变化是我们人类无法察觉到的,即使用最精密最敏感的仪器也很难测量到。

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但这些细微的变化放在巨大的宇宙时间空间尺度上逐渐累积起来之后,效果还是非常明显的,影响也非常大。我们都知道,宇宙诞生之后一直在膨胀,宇宙的膨胀意味着宇宙中的所有物质,包括普通物质暗物质暗能量,各种宇宙辐射,中微子等都会有重大变化。根据这些变化,科学家把宇宙演化史分为以下几个时代。

“宇宙大爆炸之前”的膨胀时代

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宇宙起源于大爆炸,但一个很明显的问题是:宇宙大爆炸发生之前到底是什么状态?由于时间空间物质都是随着宇宙大爆炸产生的,所以可以肯定的是,宇宙大爆炸之前没有任何物质,更确切地讲人类并不知道宇宙大爆炸之前发生了什么,但我们可以大胆地猜测。

有科学家认为,宇宙大爆炸之前是一种量子虚空状态,那里上演着量子起伏(量子涨落),充满固有的能量形式,这可以让宇宙以指数方式发生膨胀。

在膨胀期间,量子虚空中发生的量子涨落创造出了宇宙结构的种子,然后一步步演化到如今浩瀚的宇宙。

而这种膨胀结束于138亿年前,量子虚空中的能量转化成了各种粒子,反粒子还有辐射。膨胀结束之后,大爆炸就上演了。

“原始浓汤”时代

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138亿年前大爆炸开始之后,宇宙中充满了物质和反物质,当时温度密度都非常高,之后开始逐渐冷却,冷却意味着能量下降。大爆炸发生1到3秒之后,反物质全部消失,只剩下如今我们看到的物质。大约3-4分钟之后,氢元素开始发生核合成,在一系列核反应和放射性栓便之后,宇宙中充满了等离子体,比如原子核,电子,光子,中微子,就像一锅“浓汤”一样,等离子体四处乱窜。

接下来就进入了等离子体时代

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氢氦等比较轻的原子核形成了,它们在宇宙中无处不在,宇宙中99%的物质都是氢和氦。原子核与电子相遇形成了原子,这是历史性的时刻,因为原子的出现为之后的恒星形成奠定了坚实的基础。

不过当时宇宙温度仍旧非常高,当原子核与电子结合形成原子时,通常会被高能电子炸开。宇宙继续冷却到几千度之后,原子才开始稳定地出现。

黑暗时代

在恒星出现之前,宇宙中充满了原子,阻挡了光线的照射,所以,当时的天空都是黑暗的,并不像如今我们看到的明亮天空。

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随着时间推移,星系之间的介质电离作用开始发威,越来越多的恒星开始形成,恒星发出的紫外线光子创造出来越来越多的电离区,宇宙也开始变得越来越明亮。

恒星时代

宇宙大爆炸发生5.5亿年之后,恒星开始雨后春笋般的出现,黑暗时代也结束了,宇宙开始变得透明起来。恒星,星系星系团,超星系团等不断成长,形成了巨大的宇宙网络。这个期间,暗物质占据着主导地位,在引力作用下,各种宇宙结构变得越来越庞大。

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这个过程一直持续到大爆发发生30亿年后,之后恒星的诞生速度开始变得缓慢下来。此时的宇宙继续膨胀着,膨胀导致物质密度的下降,于是一种神奇的力量,暗能量开始占据了统治地位。宇宙在大爆炸发生80亿年之后,宇宙开始再次加速膨胀。

在漫长的时间过后,加速膨胀会让每个星系变得完全孤立,因为遥远星系的光线无论如何都赶不上宇宙膨胀的速度。

暗能量主导时代

如今我们所处的时代就是暗能量主导的时代,暗能量占据了整个宇宙的70%以上,拥有绝对的统治力,这种统治力意味着某些不可控的事情:宇宙中像恒星这样的结构成长速度开始变缓,甚至停止生长。统治大规模结构在暗能量作用下只能加速远离彼此,最终的结果就是孤独地存在于茫茫宇宙之中。

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比如在极其遥远的将来,我们的银河系就会是如今我们眼里的宇宙,其他星系都与我们没有任何关系了。

最后一个时代,也就是暗能量时代,是最为漫长的,漫长到我们完全想象不到。宇宙拥有138亿年的历史,即使如此漫长的宇宙演化史,在整个宇宙生命史上也是短暂一瞬间。

我们如今处于宇宙的“黄金时代”,为何这样说?因为如今我们能看到满天星辰,每天晚上抬头观看天气晴朗的夜空,总会看到满天繁星,几乎都是恒星。而恒星让这个宇宙充满了无限的可能性,代表着宇宙非常活跃的生命力,甚至可以说是生命诞生的基础。

但是随着燃料耗尽,恒星也会走向死亡。比如我们的太阳,在大约50亿年之后就会走向死亡,成为一颗白矮星。而更小的红矮星由于燃料消耗的速度更慢,所以生命也会更长,甚至能达到上千亿年之久。

随着最后一批恒星走向死亡,黑暗开始遍布整个宇宙,物质也开始衰变。又经过机器漫长的岁月,只有顽强的黑洞能幸存下来,这时候宇宙中只剩下黑洞了。

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黑洞也会因为霍金辐射一点点走向死亡,不过死亡的速度非常非常缓慢。科学家们预测,最大的黑洞寿命可以达到10^1000年数量级,无法想象的漫长。

但无论多么漫长,黑洞终究会走向死亡。最后一个黑洞死亡之后,时间也会被暗能量的力量撕裂成碎片,宇宙完全处于混乱无序的状态,成为完全冰冷混乱的世界,那是一个非常奇异的世界,我们甚至感觉不到时间的存在!

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这就是宇宙的整个演化史,从中我们能看到,物质一直在不断地变换中,时间宇宙演化史扮演着重要角色。我们能感觉到时间在不断流逝,但我们自认为了解的时间,或许只是一个幻象,它让我们明白人类有多么渺小,我们只是处在浩瀚宇宙中一个非常偏远的角落里!


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