第1321章 渊天宫（158）（1/1）

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最初的炙热、密集状态被称为普朗克时期，是从时间零点到一个普朗克时间单位（约10-43秒）的短暂时期。在普朗克时期，所有类型的物质和所有类型的能量都集中在一个密集的状态，当前是已知四种基本力中最弱的引力，被认为在那时与其他基本力一样强大，所有的基本力可能是统一的。自普朗克时期以来，空间一直持续膨胀到当前的规模。在10-32秒内出现了一段非常短但强烈的宇宙暴胀时期。这是一种不同于当前宇宙的膨胀，空间中的物体没有实际移动，而是定义空间本身的度规发生改变。尽管时空中的物体移动速度不能快于光速，但此限制不适用于控制时空本身的度规。宇宙初始时期的宇宙暴胀解释了为什么空间看起来非常平坦，以及为什么空间规模比光从宇宙初始以来穿越的距离大得多。

在宇宙存在的前几分之一秒内，四种基本力已经分离。随着宇宙继续从不可思议的炙热状态中冷却下来，各种类型的亚原子粒子能够在短时间内先后形成，分别称为夸克时期、强子时期和轻子时期，这些时期加起来在大爆炸之后持续了不到10秒的时间。这些基本粒子稳定地结合到越来越大的组合中，包括稳定的质子和中子，然后通过核聚变形成更复杂的原子核。这个过程，被称为大爆炸核合成（或原初核合成），只持续了约17分钟，并在大爆炸后约20分钟结束，所以只有最快和最简单的核聚变反应发生。按质量计算，大约25%的质子和宇宙中所有的中子被转换成氦、少量的氘（氢的一种同位素）以及痕量的锂，其他所有元素只生成了非常非常少的数量。剩余75%没有参与核聚变的质子即为氢原子核。

核合成结束后，宇宙进入了光子时期。在此期间，宇宙仍然太热，物质不能形成中性原子。所以当时的宇宙是一团炙热、致密的雾状等离子体，由带负电荷的电子、中性中微子和带正电荷的原子核组成的。大约37.7万年后，宇宙已经冷却到足以使电子和原子核形成第一个稳定的原子。由于历史原因，这个过程被称为复合，但实际上却是电子和原子核是第一次结合。与等离子体不同，中性原子对许多波长的光是透明的，所以宇宙也第一次变得透明。当原子形成时，光子被释放（退耦），这些光子形成了当前仍然可以观测到的宇宙微波背景（CMB）。

随着宇宙的膨胀，光子的能量会因波长变长而降低，因此电磁辐射的能量密度比物质的能量密度下降得更快。大约在年之后，物质的能量密度变得大于光子和中微子，并开始主宰宇宙的大尺度行为。这标志着辐射主导时期的结束和物质主导时期的开始。

在宇宙的最初阶段，宇宙密度的微小波动导致暗物质的聚集逐渐形成。普通物质被暗物质引力吸引，形成了巨大的气体云，最终形成了恒星和星系，暗物质在大尺度纤维状结构中最密集，在宇宙空洞中最稀疏。大约1亿到3亿年后，被称为星族III的第一代恒星形成。这批恒星可能不含金属，质量体积非常大，发光亮度非常高，但寿命却非常短。第一代恒星导致了宇宙在2—5亿到10亿年之间逐渐再电离，并通过恒星核合成作用产生比氦重的元素，并将其撒布到宇宙中。宇宙还含有一种神秘的能量称为暗能量，其密度不会随时间而变化。大约98亿年后，宇宙已经膨胀到使物质的密度小于暗能量的密度，标志着当前暗能量主导的时期的开始。在这个时期，暗能量导致宇宙的膨胀不断加速。

在四个基本相互作用中，引力在天文尺度中占主导地位。引力效应是累积的，相比之下，正电荷和负电荷的影响往往彼此抵消，使得电磁力在天文尺度上相对微不足道。其余两种相互作用，弱和强核力量，随距离下降非常快，其影响主要局限在亚原子尺度上。

似乎宇宙中的物质比反物质更多，这是一种可能与CP破坏有关的不对称。物质和反物质之间的这种不平衡是造成当前所有物质存在的部分原因，因为如果在大爆炸产生同样多的物质和反物质，就会发生相互作用完全湮灭彼此，只留下光子。宇宙似乎也既没有净动量，也没有角动量，如果宇宙是有限的，则遵循公认的物理定律。这些定律是高斯定律和非散度压力-能量-动量赝张量。

宇宙的大小有点难以定义。根据广义相对论，由于光速有限和空间不断膨胀，即使在宇宙的生命周期内，遥远的空间区域也可能永远不会与地球附近的空间相互作用。例如，空间的膨胀速度可能快于穿过它的光速，即使宇宙永远存在，从地球发送的无线电信息可能永远不会到达空间的一些区域。

假定遥远的空间区域存在，并且是现实的一部分，但却永远无法与其相互作用。可以影响和被影响的空间区域是可观测的宇宙。可观测宇宙取决于观察者的位置。旅行中的观察者可以接触比静止的观察者更大的时空区域。然而，即使是最快速的旅行者也无法与所有的空间互动。通常，可观测宇宙是指地球在银河系中的当前位置观测到的宇宙部分。在当前时间测量的地球到可观测宇宙边缘之间的真实距离为465亿光年（140亿秒差距），即可观测宇宙的直径约为930亿光年（280亿秒差距）。光从可观测宇宙边缘移动到地球距离非常接近宇宙的年龄乘以光速，即138亿光年（42亿秒差距），但这并不代表任何给定时间地球到可观测宇宙边缘之间的距离。因为宇宙膨胀，可观测宇宙边缘和地球已经比最初相距更远。与可观测宇宙范围相比，一个典型星系的直径为3万光年，两个相邻星系之间的典型距离为300万光年。例如，银河系的直径约为10到18万光年，距离银河系最近的姐妹星系仙女座星系位于大约250万光年之外。