细思极恐的宇宙大爆炸•公众理解科学系列（二十一）

“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Georges Lemaître）首次提出了宇宙大爆炸假说。到1946年，美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论。但是大爆炸理论的有很多细思极恐的地方。

01

奇点：终结也是开始！

奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”，一切已知物理定律均在奇点失效，空间和时间在该处完结。也就是说奇点的势能强大到空间和时间都已没有意义。正是因为如此，所以现代物理学家们都认为奇点既是无形的，又是有形的，不断将无形的势能转化成有形的物质宇宙，并产生时间和空间。

02

创世十秒钟！

大爆炸后10负43次方秒：约10的32次方度，宇宙从量子涨落背景出现，在此之前，宇宙的密度可能超过每立方厘米10的94次方克，超过质子密度10的78次方倍，物理学上所有的力（包括引力、电磁力等等）都是一种。在这个阶段，引力分离了出来，开始独立存在。

大爆炸后10的负35次方秒：约10的27次方度。此阶段宇宙已经冷却到强相互作用可以分离出来，而弱相互作用及电磁相互作用仍然统一于所谓电弱相互作用。宇宙也发生了暴涨，暴涨仅持续了10的负33次方秒，在此瞬间，宇宙经历了100次加倍（2的100次方）。

大爆炸后10的负12次方秒：约10的15次方度，粒子期，质子和中子及其反粒子形成，玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。宇宙变得足够冷，电弱相互作用分解为电磁相互作用和弱相互作用。

大爆炸后0.01秒：约1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。

大爆炸后0.1秒后：约300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。

大爆炸后1秒后：约100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。

大爆炸后10秒后：约30亿度，核时期，氢、氦类稳定原子核（化学元素）形成！宇宙的物质基础初步形成，从无到有的创世结束，缤纷多彩的创世开始，直至出现智慧生命。

实际上，宇宙创世的那一瞬间究竟发生了什么事情，科学家们都只能在脑海里想象而已，也根本没有观测证据来证实。

03

最后的猜测

宇宙学家提出这样的猜测，宇宙是由四种力量（电磁力、强核力、弱核力和重力）统治着。在宇宙诞生时四种力量是统一的，但是随着创世的开始，四种力量被分离了出来。但是这四种基本力还是要回归到一体的，那时将是整个宇宙的终结，同时也是新的宇宙的开始，然后酝酿新的轮回。