豌豆皮
上回說(shuō)到,宇宙告別了輕子期,進(jìn)入了輻射期。“輻射期”這個(gè)名字大概容易讓人誤會(huì),好像在此之前宇宙就沒(méi)輻射似的。但其實(shí),前面的夸克期、強(qiáng)子期和輕子期,雖然都以當(dāng)時(shí)占據(jù)主要地位的粒子來(lái)命名,但再多的粒子都必須在輻射的能量密度前俯首稱(chēng)臣。
而那個(gè)時(shí)期之所以被稱(chēng)為“輻射期”,是因?yàn)樵谳椛鋾r(shí)期之初非常短暫的300秒時(shí)間里,宇宙中發(fā)生了—件驚天動(dòng)地的大事——太初核合成。這次事件讓宇宙中有大約1/4的自由質(zhì)子和中子被轉(zhuǎn)變成了氦原子核。
當(dāng)宇宙年齡在100秒時(shí),宇宙溫度降了10億開(kāi),這是氘核剛好能夠保持穩(wěn)定的溫度,也是上演太初核臺(tái)成的溫度臺(tái)階。那段時(shí)間的舞臺(tái),還是質(zhì)子和中子的天下,此時(shí)中子與質(zhì)子數(shù)量比已經(jīng)由之前的1:5變成了1:7。
當(dāng)中子與質(zhì)子開(kāi)始結(jié)合。每16個(gè)核子(包括2個(gè)中子和14個(gè)質(zhì)子)中會(huì)產(chǎn)生1個(gè)氦核和12個(gè)氫核,相當(dāng)于宇宙中幾乎所有物質(zhì)中的1/4轉(zhuǎn)變成了氦。
要是你一時(shí)算不過(guò)來(lái)這件事有多可怕的話(huà),不妨想想我們的太陽(yáng)。太陽(yáng)產(chǎn)能的過(guò)程就是氦原子核(質(zhì)子)到氮原子核的聚變。
地球只接收到了太陽(yáng)產(chǎn)生的所有能量中的一點(diǎn)點(diǎn)。就足夠整個(gè)星球的生命繁衍生息。宇宙中有這么多恒星,所有的恒星加起來(lái)花了100億年的時(shí)間才把宇宙中2%的氫變成氦。
而太初核臺(tái)成卻把10倍于此的氫在300秒內(nèi)燃燒成了氦。當(dāng)時(shí)的宇宙簡(jiǎn)直就是一個(gè)無(wú)比巨大的氫彈,幸好它自己就是時(shí)空本身.不會(huì)因?yàn)楸ǘ斐墒裁雌茐摹?/p>
太初核合成同時(shí)也意味著宇宙中最早的元素劃分.在那300秒左右宇宙中所產(chǎn)生的氮,到了今天也沒(méi)有再增加多少。氫和氦的豐度之比也正是支持大爆炸假說(shuō)的最初的幾根支柱之一。其他更重的元素.除了極少量的鋰之外,都要等最初的恒星被點(diǎn)燃之后,才能從恒星中誕生。
這300秒之后,宇宙中輻射密度一直大于物質(zhì)密度.就這樣平平無(wú)奇跳過(guò)了大約10萬(wàn)年。當(dāng)宇宙芳齡10萬(wàn)歲,兩者密度旗鼓相當(dāng).輻射期結(jié)束之時(shí),宇宙才會(huì)又換得一副新面貌,讓你我更當(dāng)刮目相看。
欲知10萬(wàn)歲的宇宙又發(fā)生了什么事,且聽(tīng)下回分解。