構成我們宇宙的物質從何而來?

這個問題一直在我腦海中縈繞,每次想到這個問題就讓我無比困惑,構成我們宇宙的物質到底從何而來?

因為到目前為止,我的理論知識體系告訴我世界上的萬物都不是憑空而來的,從生物上來講,小到各種細菌微生物,大到我們人類都是經過長時間的進化或者演化而來,從非非生物上來講,我們所生活的環境,高山海洋,我們的星球也都是經過億萬年的演變而來,這些問題很多了科學家都給出了合理的解釋。

那麼問題來了,我們退回到起點,最初的物質的是哪裡來的呢? 如果說任何物質都其根源,那麼最初的物質根源是什麼?

我知道知乎大神多,不知道是否有大神有自己理解。另外我不是學理科的,很多學術知識也不懂,第一次提問,勿噴,謝謝。


在M理論下,總能量為零、體積微小的宇宙整個地從虛無中自發湧現並暴漲,物質不過是其中微小的一部分。這種過程可以產生任意多個宇宙,也不需要安排任何創世者。

在霍金的科普書里,講依賴模型的實在論和M理論的《大設計》算是好懂的,就是中文翻譯有些磕巴。你可以來一本這個書,自己去看一看:

霍金《大設計》京東去購買?

如果有更進一步的興趣,那麼看的東西也可以升級:

超弦和M理論導論 第2版京東去購買?

理科不理科並不重要。M理論的提出者,愛德華·威滕(Edward Witten),人類史上最偉大的理論物理學家之一,本科是歷史系畢業的。要看懂M理論的數學論述過程所需要的高等數學,你自學也可以。


所有物質源於一次大爆炸。宇宙大爆炸理論是我最認同的,也是影響最大的說法。

宇宙大爆炸簡史

宇宙最開始,沒有物質只有能量,大爆炸後物質由能量轉換而來(質能轉換E=mc^2),當代粒子物理學告訴我們,在足夠高的溫度下(稱為「閾溫」),物質粒子可以由光子的碰撞產生出來。

時標-10^-43秒(約137億年前) 宇宙從量子背景出現。

時標-10^-35秒 同一場分解為強力、電弱力和萬有引力。

時標-10^-5秒 10萬億開,質子和中子形成。

時標0.0001秒 溫度達幾十萬億開,大於強子和輕子的閾溫,光子碰撞產生正反強子和正反輕子,同時其中也有湮滅成光子。在達到平衡狀態時,粒子總數大致與光子總數相等,未經湮滅的強子破碎為「夸克」,此時夸克處於沒有任何相護作用的「漸進自由狀態」。宇宙中的粒子品種有:正反夸克,正反電子,正反中微子。最後,有十億分之一的正粒子存留下來。

時標0.01秒溫度1000億開,小於強子閾溫大於輕子閾溫。光子產生強子的反應已經停止,強子不再破碎為夸克,質子中子各佔一半,但由於正反質子正反中子不斷湮滅,強子數量減少。中子與質子不斷相互轉化,到1.09秒時,溫度100億開,質子:中子=76:24

時標13.82秒,溫度小於30億開,物質被創造的任務完成。中子衰變現象出現,衰變成質子加電子加反中微子。這時質子:中子=83:17

時標3分46秒,溫度9億開,反粒子全部湮滅,光子:物質粒子=10億:1,中子不再衰變,質子:中子=87:13(一直到現在);這時出現了一個非常重要的演化:由2個質子和2個中子生成1個氦原子核,中子因受核力約束而保存下來。宇宙進入核合成時代。(如果沒有氦核產生,中子將全部衰變,也沒有以後其它的原子核)

時標30萬—70萬年,溫度4000—3000開,能量和物質處於熱平衡狀態。開始出現穩定的氫氦原子核,宇宙進入複合時代。在後期宇宙逐步轉變為以物質為主的時代。(光子隨著溫度的降低而可以自由穿行,即今天的3開宇宙背景輻射!)

時標4億—5億年,溫度100開。物質粒子開始凝聚,引力逐漸增大,度過「黑暗時代」後,第一批恆星星系形成。

隨著第一批恆星的形成,原子在恆星的內部發生了核聚變反應,進而出現了氦,碳、氧、鎂,鐵等元素原子核。核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。

(值得注意的是,不同質量的恆星能引發的核聚變程度不同,太陽主要為氫—氦聚變,重一點的會引發碳—氧—鎂聚變,再重的會引發下一輪聚變。總的順序簡略依次為:氫,氦,碳,氧,鎂,硅,鐵。但無論恆星多重,最終的聚變結果只能是鐵,恆星內部不能產生比鐵更重的原子核!)

凡是元素周期表上有的(除人造元素外),都是在恆星大煉爐里形成的,鐵以後的原子核,只能在超爆中產生。

概括

「大爆炸宇宙論」(The Big Bang Theory)是現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點是認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里,宇宙體系在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化,如同一次規模巨大的爆炸。

主要觀測證據

1.哈勃定律和宇宙膨脹

2.宇宙微波背景輻射

3.原始物質丰度

4.星系演變和分布


簡單地說,就是一個什麼都是無限的點突然以超級大的能量爆發開來(由我們還不知道的原因),從一無到所有中創造了我們的宇宙,即時間、空間、物質,所有的所有,一切的一切。

問題很好,真心地希望能對你有所幫助。描述大爆炸的文字也許刻板了些,艱深了些,但趣味不能永存,真理才能。

Why we here?

太多的問題等待著我們去解答,太大的世界等待著我們去探索。

回歸本質 勇於開拓

Why are humans great?

以短暫探永恆,是生命最好的答案。

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探索是永無止境的。這是一項誰也不能貶低的偉大事業。誰也不能。包括宇宙自身,我們的目光已經越過了它。

生命的思想尤能可貴。她不設邊界。

我們的體積的確渺若塵埃,但我們能夠寄蜉蝣於天地,渺滄海之一粟,徜徉宇宙之間,上下百億年。

科學的興盛使人們了解到了自身的位置,也使許多人由此悲觀。那為什麼這些「小小塵埃」依然在前仆後繼地向前?這並不是「討生活」「自嗨」!

生命之偉大光芒使浩瀚虛無空間相形見絀。


見博文(宇宙物理學全釋),你不單會明白物質是從那裡來的,還能知道生命是從那裡來的!因為物質和精神都是一個系統內的東西,不可分割。


如果這個問題有準確的答案時,宇宙怎麼來,宇宙有多大這些問題同樣也可以有答案了。目前,科學家認同的理論是宇宙來自大爆炸。

大爆炸發生時宇宙只是一個密度無限大的奇點,沒有時間和空間,在一剎間,它爆炸了,爆炸進行的時候產生了宇宙所有物質、空間.時間黑物質和作用力。

宇宙爆炸的威力,目前人類科技還沒能力通過實驗得知實際答案,如達到黑洞質量能產生時空扭曲,那比黑洞質量大一萬倍一萬億倍呢?又是什麼令宇宙奇點爆炸的?是密度大到某個極限了嗎?不得知。所以爆炸時那樣的溫度,輻射,及宇宙一切物質,是由奇點分散出來還是大爆炸時創造出來仍然是不得而知。

那奇點又是怎麼來的呢?所以,你這個問題太深了。


宇宙大爆炸,一切時間和空間都誕生在那裡


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