大爆炸后宇宙最初的3分钟发生了什么？

生活不止眼前的苟且，还有宇宙的创生与毁灭……

宇宙的一切

上面这幅图，时间轴由左至右，展现了目前我们对宇宙历史的了解。宇宙诞生于大爆炸发生那一刻，也在那一刻开始了急剧膨胀，称为宇宙暴胀。

我们的地球在宇宙诞生92亿年后形成。宇宙的膨胀一直持续到今天，并且在加速膨胀中。从这张宇宙演化图解，可以看出宇宙的结构在越来越大。我们将以大爆炸为起点，沿着时间轴前进，去看看宇宙是如何演化成今天的样子。

宇宙大爆炸：137.5亿年前

在20世纪初，比利时天文学家、天主教神父乔治·勒梅特计算出宇宙正在膨胀。通过数学上的倒推，他推论出宇宙诞生时只有一丁点儿大，密度却高得惊人，他称之为原始原子，宇宙中所有物质都被压缩于其中。天文学家弗雷德·霍伊尔将这个原子的爆炸戏虐地称之为\"The Big Bang\"，即宇宙大爆炸。

宇宙大爆炸解释了为什么遥远天体光谱的谱线向红端移动。这一现象被称之为红移。就像多普勒效应改变声音频率那样，当一辆救护车迎面驶来的时候，听到声音越来越高；而车离去的时候声音越来越低，红移导致移动中恒星的光改变了颜色，其波长被膨胀的空间拉伸了。天体距离地球越远，红移越大，远离的速度也越大。美国天文学家埃德温·哈勃通过观测证实了红移确实与距离有关，这种关联被称为哈勃定律。

宇宙大爆炸后最初的几分之一秒

20世纪70年代的天文学家们在理解早期宇宙时遇到了一个问题。当他们用射电望远镜探测深空时，他们发现了一个微弱的背景辉光。奇怪的是，辐射背景光在各个方向上几乎一摸一样，这似乎不合理，后来物理学家将其称作宇宙微波背景辐射。

1980年美国物理学家阿兰·古斯提出了一种解释。他推测在宇宙大爆炸之后的几分之一秒里，宇宙急剧地膨胀，其体积激增了10^78倍（10后面加78个0）。

宇宙暴胀模型揭示了，我们能看到的宇宙一定只是那些我们永远无法直接观测的宇宙极小的一块。

宇宙大爆炸后0.001秒至3分钟

在接下来的宇宙暴胀中，已经开始冷却的宇宙仍然有着我们难以想象的高温，然后基本粒子从一种叫做夸克-胶子等离子体的物质中产生。

大爆炸后千分之一秒，巨量物质和反物质发生湮灭（剩下的物质

构成了今天的宇宙）。三分钟内，宇宙的温度降至10亿度，原子从最基本的元素氢和氦中形成。

基本的核粒子——质子和中子——由更为基本的粒子“夸克”构成。物理学家们正试图重新产生构成早期宇宙的等离子体；他们的办法就是用粒子加速器在高能状态下让亚原子对撞。

宇宙大爆炸后3分钟到37.9万年

在这一阶段，早期宇宙处于高温和黑暗中。在大爆炸发生后约37.9万年，宇宙冷却到足够光线从物质中分离出来。简单地说，宇宙变得透明了。这张照片展示的是UDFy-38135539星系，是迄今为止

我们发现的最古老的星系之一，在宇宙的“黑暗时期“之后，约大爆炸后4.8亿年出现。

宇宙大爆炸后1.5亿年到10亿年

20世纪60年代，荷兰天文学家马丁·施密特在观测深空时发现了一种奇怪的天体，在长波段上非常明亮，他认为这是类似恒星的射频源。美国天文物理学家丘宏義将其命名为类星体。当施密特通过研究它们的谱线红移来确定其与地球的距离时，有了惊人的发现。这些天体距地球数十亿光年，因此只有极明亮才会在地球上观测到。

随后的研究表明。这些神秘的类星体是在宇宙早期就已形成的活跃星系。引力坍缩导致物质向核心聚集，最终形成了由数十亿颗恒星构成的巨大黑洞。类星体中心的黑洞在吸收物质的同时将物质加热成高温等离子体，产生的射流接近光速

宇宙大爆炸后90亿年

最早的恒星形成于宇宙诞生后3亿年。这些恒星寿命短暂，体积巨大，主要由氢和氦构成，不含金属物质。第一批恒星爆发后成为超新星，下一代恒星由上一代恒星的残留物形成。分析太阳的光谱，可以看出其富含金属，因此是在很多代恒星之后形成的。

太阳的能量来源一直是个迷，直到1905年德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了伟大的质能转换方程E=mc^2，问题才得以解决。1920年英国天体物理学家阿瑟·爱丁堡提出太阳的能量可能来自核聚变，通过将氢转化为氦来产生热能和光能。对于太阳和其他恒星的光谱研究，证实了核聚变反应创造出构成我们世界的原子元素。

今天的宇宙

科学界已经将我们的宇宙起源、历史、特性拼成了一幅震撼人心的图景。还有很多需要知道但我们却一无所知的事。物理学界和宇宙学界仍然有大量的问题需要答案。

正是因为你爱的人住在这里,宇宙才有了意义。 —— 霍金 感谢生活、感谢命运，让我们生活在同一个宇宙中。（文/柏舟泛中流）