无机化学/从大爆炸到原子

从大爆炸到原子

根据大爆炸模型，宇宙从极度致密和高温的状态膨胀而来，并且至今仍在膨胀。一个常见的类比解释说空间本身在膨胀，带着星系一起膨胀，就像一个膨胀的气球上的斑点一样。上面的图形方案是艺术家对平坦宇宙的一部分膨胀的构想。

大爆炸，大约在13.75 ± 0.11 亿年前发生的一次巨大爆炸，被认为创造了我们的宇宙。这个想法基于对我们宇宙正在膨胀的观测，所以如果我们追溯到过去，它可能曾经是一个单点。

在大爆炸后大约10⁻⁶ 秒，夸克和胶子结合形成重子，如质子和中子，而反夸克和反胶子则形成反质子和反中子。夸克和胶子相对于其反粒子存在少量过剩，导致重子相对于反重子存在少量过剩。后来，宇宙冷却到不能产生胶子、夸克、反胶子和反夸克的程度。这导致宇宙质量急剧下降：物质和反物质相互“吃掉”，只留下10¹⁰个质子和中子中的1个幸存下来，没有反粒子幸存下来。这就是为什么现在宇宙是一个物质环境，而不是一个反物质环境 :)

在大爆炸后1秒，电子和正电子（正电子是反电子）也发生了同样的事情。

在大爆炸后几分钟，温度约为10⁹ K。能量仍然很高。质子和中子还没有结合。当宇宙冷却下来时，强力（一种强大的但作用范围很短的力）占据了优势，将质子和中子结合在一起，形成了原子核。在379,000年后，电磁力（一种微弱但作用范围很长的力）占据了优势，使电子首次与原子核结合。第一个原子诞生了，它由一个原子核（质子、中子）和一个或多个电子组成。