宇宙大爆炸
发布日期:2022-09-02
“妈妈,书上说宇宙是爆炸而来的,那爆炸之前是什么样子的?”开开指着书上大爆炸的图片问道。
“宇宙大爆炸理论是目前科学家较为公认的宇宙形成理论。科学家认为在137亿年前,宇宙从一个巨大的火球中爆炸而生,大爆炸是万物的开始,万物即包括宇宙中所有物质和能量,也包括时间和空间。因此并不存在爆炸之前,因为那时候没有时间的概念哟!”妈妈笑着解释道。
“那时间和空间谁先产生呢?这个大火球为什么要爆炸呢?”开开好奇地追问。
“根据伟大科学家爱因斯坦的理论,时间和空间是密不可分的。也就是说一旦时间开始,空间也开始膨胀;而空间被确立,时间也就开始流逝。因此它们并不存在先后关系。”看到开开点头,妈妈继续说道,“这个大火球也被称作奇点,即大爆炸的爆炸原点,它是一个温度、密度极高,质量无限大但体积无限小,由众多基本粒子形态构成的。当它的炽热度和稠密度达到极限后,便开始冷却与膨胀,这便是大爆炸。”
“这就是物极必反吧!”开开点头道,“轰然坍塌,瞬间膨胀出浩瀚宇宙……”
妈妈摇头笑道:“其实大多数天文学家认为最初宇宙大爆炸规模相当小,早期宇宙将能量转化为物质与反物质,随后才出现了壮观的宇宙暴胀,几分之一秒就会膨胀10的50次方倍,膨胀会释放出巨大能量,也将爆炸产生的超力分离成控制宇宙的四个基本力。”
“哪四个力?”开开好奇道,“有引力吗?”
“从超力中最先分离出来的便是引力,它是自然界中最普遍的力,可以使行星和恒星绕轨旋转,可以使苹果下落砸中牛顿。接下来分离出来的是强力,顾名思义它很强,是四个力中最强的。强力有多强呢?上世纪60年代,科学家发现了基本粒子夸克,它是质子和中子的组成成分。三个夸克在强力的作用下,像被胶水牢牢粘在一起似的形成质子或中子,科学家形象得将传递强力的介质叫做胶子。哪个夸克想逃走,离得越远受到的强力打击就越大。由于强力的劲太大,夸克想逃离难比登天,于是变产生了一种‘夸克禁闭’的现象。质子和中子因强力相拥在一起,形成原子核。可以说强力是微观世界的支配力之一。”妈妈为开开讲解强力有多强。
“还有两个力是什么?”开开问道。
妈妈继续说道:“最后弱力和电磁力分离。弱力是支配微观世界的另一种力,作用于电子、中微子等,我们的太阳能够燃烧就靠的是弱力启动氢的聚变。而电磁力就是电与磁之间的相互作用。”
“也就是说强力最强,弱力最弱喽?”开开问道。
“其实弱力只是相对强力而言。若引力为1,那么弱力为10的25次方,电磁力为10的36次方,强力为10的38次方。”妈妈笑道。
“搞了半天,引力是最弱的呀!”开开撇了撇嘴。
“力的强弱只是相对而言,正是这四种基本力的作用,才能在大爆炸后,逐渐形成原子、原子核、分子,再复合成气体,凝聚出星云,星云再进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成了我们现在的宇宙。”妈妈笑道。
【知识卡】宇宙大爆炸
宇宙大爆炸理论是目前科学家较为公认的宇宙形成理论。它发生于137亿年前,大爆炸的爆炸原点是一个温度、密度极高,质量无限大但体积无限小,由众多基本粒子形态构成的存在。当它的炽热度和稠密度达到极限后,便开始冷却与膨胀。膨胀释放出巨大能量,并将爆炸产生的超力分离成宇宙的四个基本力:引力、强力、弱力和电磁力。在力的作用下,逐渐形成原子、原子核、分子,再复合成气体,凝聚出星云,星云再进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成了我们现在的宇宙。