宇宙大爆炸经过3分46秒,宇宙的温度为多少K? 宇宙大爆炸经过3分46秒,宇宙的温度为多少K

作者&投稿:井眨 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
 
宇宙大爆炸的描述
在给出具体的描述以前,先了解一下现时的地球和宇宙的温度与密度具有重要的参照作用。地球的平均密度为5×103kg/m3,温度为300K;宇宙现时的平均密度估计为10-27kg/me3,温度为3K。
大爆炸宇宙模型给出的关于宇宙诞生以后的延续过程大致如下:
起点──宇宙大爆炸开始于一个奇点,一个约140亿年前爆炸的 “原始火球”,它的起始时间为0。它有无限高的温度和无限大的密度。目前还不能用已知的数学和物理的规律说明当时的情况。时间从此爆炸开始,空间也从此急剧膨胀扩大。
普郎克时代──时间10-43秒,密度是1093kg/m3,温度降到1032K。这时的宇宙极其简单而对称,只有时间、空间和真空场。
大统一时代──时间10-35秒,温度降到1028K,宇宙发生了一次暴涨,其直径在10-32秒的时间内增大了1050倍。暴涨引起了数目惊人的粒子的产生,这时虽然引力已从统一的力分离出来,但由于能量过高,强力、弱力和电磁力都还未分开,产生的粒子也没有区分。这一时期重子数不守恒的过程大量进行,造成重子略多于反重子,其后温度降低,等数目的重子和反重子相遇湮灭,就留下了只有中子和质子而几乎看不到反重子的不对称的现时的宇宙。
强子时代──时间10-6秒,温度为1014K;
轻子时代──时间10-2秒,温度为1012K;
这期间,强作用、弱作用和电磁作用逐渐区分开。宇宙中出现了各种粒子,包括现今各种高能加速器中产生的那些粒子。由于温度很高(1010K以上),各个粒子的生存时间都是极短的,它们通过相互碰撞而相互转化,原子这时还不可能形成。
辐射时代──时间1—10秒,温度降至约1010—5´109K,质子和反质子、电子和正电子相遇时湮灭,从而产生了大量的光子、中微子以及反中微子,基本粒子开始结合成原子核,能量以光子辐射的形式出现(人们探索微观世界和宇宙结构的努力在这里会合);
氦形成时代──时间3分钟,温度降至约109K,直径膨胀到约1光年大小,有近三成物质合成为氦,核反应消失;半小时后,有质量的粒子数和光子数的比约达到了10-9,辐射密度仍然大于物质密度。
粒子数丰度稳定时代──半小时后,温度降低到108K,各种粒子在相互碰撞中因能量不足已不能相互转化(少量的湮灭除外)。因此,从这时起,宇宙中各种粒子数的丰度就趋于稳定,如表A所示。从表A可以看出,大爆炸半小时后,宇宙是光子的海洋。由于这时温度仍然很高,光子有足够的能量击碎任何短暂形成的原子,把后者的电子剥去,所以当时没有可能出现原子。
进入物质时代──时间1000—2000年,温度降至约105K,物质密度开始大于辐射密度。由于宇宙的膨胀,光子到达任何一点(例如一个刚刚形成的原子)时都将因退行引起的多普勒效应而使其波长增大而能量减小,由于退行速度随宇宙的膨胀而逐渐增大,这些光子的波长也就不断增大而能量不断减小。
物质从背景辐射中透明出来──时间105年,温度降至约5000K,物质温度开始低于辐射温度,最重和最轻的基本粒子数的比值保持恒定。大约经过一百万年,由爆炸初期产生的光子的能量就降到了不足以击碎原子甚至激发原子的程度,宇宙这时就进入了光子和原子相互分离的退耦时代,即宇宙变成了透明的,温度大约降为3000K。从这时开始,原子开始形成,但也只能产生较轻的元素。至于较重的元素,那是在星系、恒星形成后,在恒星内部形成的,恒星形成后,各恒星内部产生了各自不同的温度。超过铁的更重元素则是在超新星爆发或星系的碰撞、爆发中形成的。
星系形成──时间108年,辐射温度降至约100K,物质温度为1K;
类星体、恒星、行星及生命先后出现──时间109年,温度降至约12K,太空逐渐形成我们后来观测到的情景;
目前阶段──时间1010年,辐射温度降至约3K,星系物质温度约105K。
表4-A 半小时后宇宙中各种粒子的相对丰度(按粒子数计)
粒子种类
半小时后的相对丰度
(理论计算值)
现时太阳系和类星体中的
相对丰度
质子
1
1
电子
1.16
1.16
氦核
0.08
0.08
碳核
1.6×10-6
3.7×10-4
氮核
4×10-7
1.15×10-4
氧核
4×10-8
6.7×10-4
氖核
1.8×10-10
1.1×10-4
钠和其它重核
2.5×10-9
2.2×10-4
光子
1×109
 
中微子和反中微子
0.82×109
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可算是找到了。在史蒂文·温伯格的《宇宙的最初三分钟》里面。
摘录如下:
“在每个核粒子具有10亿个光子的情况下,核合成将在9亿开氏度(0.9×10^9 K)的温度上开始。此时,自第一个画面以来,已过去了三分四十六秒。”
在大爆炸发生3分46秒时,宇宙的温度是9亿开氏度(0.9×10^9 K)。

宇宙大爆炸经过3分46秒,宇宙的温度为多少k~

宇宙大爆炸后时间(t)与温度(T)符合关系式:(T^2)*t=10^18~10^20
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。

在每个核粒子具有10亿个光子的情况下,核合成将在9亿开氏度(0.9×10^9 K)的温度上开始。此时,自第一个画面以来,已过去了三分四十六秒。”
在大爆炸发生3分46秒时,宇宙的温度是9亿开氏度(0.9×10^9 K)。

大爆炸和宇宙历史 详介
答:美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。 大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。

宇宙是怎样形成的?宇宙如何终结?在宇宙爆炸前,宇宙是个什么样子?_百度...
答:宇宙的最初源头是一个奇点,即所谓的“宇宙蛋”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来物质世界的一切,包括天体和生命。大约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发。大爆炸震撼出时空,物质世界破壳面出,宇宙史的纪元从此开始。刚刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10-32秒...

八卦的谢尔顿们,帮忙讲讲究竟什么是大爆炸,平行宇宙
答:目前理论认为的宇宙大爆炸过程如下:1.大爆炸开始时:约138亿年前。体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的点,称为奇点。2.大爆炸后10^-43秒:约10^32度,宇宙从量子涨落背景出现,这个阶段称为普朗克时间。引力分离出来,开始独立存在。3.大爆炸后10^-35秒:约10^27度,暴涨...

宇宙是怎么产生?
答:1月10日,大爆炸,宇宙脱颖而出;5月1日,浩瀚的银河系诞生;9月9日,太阳系问世;9月14日,地球形成;9月24日,地球上出现了原始生命;11月12日,绿色植物破土而出;12月26日,更高级的哺乳动物出现;12月31日0时22分30秒,原始人类站在地球上;23分46秒,北京猿人创造了火;23分59秒,...

人类探索宇宙经历怎样的历程?
答:大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测...

宇宙形成之谜?
答:在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐射均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿k高温的熔炉,所有物质被熬成一锅基本粒子汤。紧接着一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒子之间发生猛烈撞击,中子熔入质子形成了氦核。这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止。有约22%质量的物质聚合成氦核...

一个有关“宇宙大爆炸”的问题
答:对于宇宙的起源,我们仍然有很多问题:第一、为什么宇宙在大尺度如此的均匀?背景辐射的温度也一样?除非宇宙的不同区域刚好从同样的温度开始!第二、又为什么我们的宇宙会以如此接近临界的速率膨胀?如果它在大爆炸后1秒钟的时刻其膨胀速率只要小十亿亿分之一,那么我们的宇宙早以坍缩!第三、我们的宇宙非常光滑和规则,...

猜想:宇宙的空间是怎样形成的?
答:随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

有谁知道关于宇宙的形成的资料
答:随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。