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  • 1 # 使用者2953413550839

    們知道原子都是由電子、質子和中子組成的,而質子和中子就是由夸克組成的,這些基本粒子的產生需要極高的溫度,比如產生一個電子所需要的閥值溫度約60億度左右,但產生一個質子所需要的閥值溫度約10萬億度左右。所以恆星內部核聚變時不可能產生這些基本粒子,就是超新星爆發和中子星碰撞的溫度也不足以產生質子。所以,恆星的演變過程以及超新星爆發和中子星碰撞都不足以產生質子等基本粒子,這些元素材料都太難造了,需要的溫度太高。那麼宇宙中能形成基本粒子的事物也就只有宇宙大爆炸了,宇宙大爆炸開始時的溫度最高可達1.4億億億億K,遠高於基本粒子產生的溫度,在宇宙降溫的過程,基本粒子就產生了。

    宇宙大爆炸形成的0秒至10-11秒間是目前所未知的一種“能態”或“場態”,現代高能物理實驗只能反演大爆炸10-11秒後的現象。

    約距今137億年前,大約在膨脹進行到10-37秒時,產生了一種相變使宇宙發生暴漲,在此期間宇宙的膨脹是呈指數增長的。當暴漲結束後,構成宇宙的物質包括夸克——膠子等離子體,以及其他所有基本粒子。此時的宇宙仍然非常熾熱,以至於粒子都在做著相對論性的高速隨機運動,而粒子-反粒子對在此期間也透過碰撞不斷地創生和湮滅,從而宇宙中粒子和反粒子的數量是相等的(宇宙中的總重子數為零)。直到其後的某個時刻,一種未知的違反重子數守恆的反應過程出現,產生了對稱破缺,它使夸克和輕子的數量略微超過了反夸克和反輕子的數量——超出範圍大約在三千萬分之一的量級上。這一機制導致了當今宇宙中物質相對於反物質的主導地位。(以上為推測,未被實驗證實)

    宇宙誕生的10-11秒之後,隨著宇宙的膨脹和溫度進一步的降低,粒子所具有的能量也普遍逐漸下降。當能量降低到1太電子伏特(1012eV)時,大爆炸模型中猜測的成分就進一步減少了,因為此時的粒子能量已經降低到了高能物理實驗所能企及的範圍。10~6秒之後,夸克和膠子結合形成了諸如質子和中子的重子族,由於夸克的數量要略高於反夸克,重子的數量也要略高於反重子。此時宇宙的溫度已經降低到不足以產生新的質子-反質子對(類似地,也不能產生新的中子-反中子對),從而即刻導致了粒子和反粒子之間的質量湮滅,這使得原有的質子和中子僅有十億分之一的數量保留下來,而對應的所有反粒子則全部湮滅。大約在1秒之後,電子和正電子之間也發生了類似的過程。經過這一系列的湮滅,剩餘的質子、中子和電子的速度降低

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