宇宙大爆炸熱學(xué)教學(xué)剖析

1、20世紀(jì)40年代伽莫夫最早提出了宇宙大爆炸的假說。他從宇宙膨脹以及哈勃定理出發(fā)推測出，宇宙是通過一次大爆炸，從一個奇點誕生出一個溫度非常高，密度非常大的宇宙的?？臻g與時間由此從零開始產(chǎn)生。大爆炸理論的科學(xué)性令人不得不信服。最直接的證據(jù)來自對遙遠(yuǎn)星系光線特征的研究。即多普勒紅移。做過火車吧?兩列相向行駛的火車會車的時候會鳴笛,這時會發(fā)生什么?你對聽到對面的火車的笛聲離你越遠(yuǎn)就越低,這時因為火車的運動使得它發(fā)出的聲音到你的耳朵的時間越來越長.光也有相同的性質(zhì),離你越來越遠(yuǎn)的光到達(dá)你的眼睛的時間就會越來越長,光波的間隔也會越來越大,也就是所謂的越來越“紅”（按可見光赤橙黃綠青藍(lán)紫的順序,紅光的光波間

2、隔最大,紫光最?。?。這就叫“紅移”通過觀測,我們發(fā)現(xiàn)幾乎所有的恒星都有紅移現(xiàn)象（相對于我們）,也就是說它們都在離我們遠(yuǎn)去.按照邏輯推理,它們之前應(yīng)該都離我們很近,那最近能近到一個什么程度呢?就是一個點,之后所有的東西向四面八方散開,就像爆炸一樣,這就是所謂的宇宙大爆炸。宇宙大爆炸（Big Bang）是描述宇宙誕生初始條件及其后續(xù)演化的宇宙學(xué)模型，這一模型得到了當(dāng)今科學(xué)研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學(xué)家通常所指的大爆炸觀點為：宇宙是在過去有限的時間之前，由一個密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來的，并經(jīng)過不斷的膨脹與繁衍到達(dá)今天的狀態(tài)。大爆炸開始時：約150億年前，極小體積，極高密度，極高

3、溫度，稱為奇點。大爆炸后10-43秒：約10度，宇宙從量子漲落背景出現(xiàn)。大爆炸后10-35秒：約1027度，引力分離，夸克、玻色子、輕子形成。大爆炸后5-10秒：約1015度，質(zhì)子和中子形成。大爆炸后0.01秒：約1000億度，光子、電子、中微子為主，質(zhì)子中子僅占10億分之一，熱平衡態(tài)，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。大爆炸后0.1秒后：約300億度，中子質(zhì)子比從1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后：約100億度，中微子向外逃逸，正負(fù)電子湮沒反應(yīng)出現(xiàn)，核力尚不足束縛中子和質(zhì)子。大爆炸后13.8秒后：約30億度，氫、氦類穩(wěn)定原子核（化學(xué)元素）形成。大爆炸后35分鐘后：約3億度，原初核反應(yīng)過程停止，尚不能形成中性原子。大爆炸后30萬年后：約3000度，化學(xué)結(jié)合作用使中性原子形成，宇宙主要成分為氣態(tài)物質(zhì)，并逐步在自引力作用下凝聚成密度較高的氣體云塊，直至恒星和