5 热宇宙的物质形态
没有结构的宇宙
在现在的宇宙结构产生之前,宇宙是一片由大片的微观粒子构成的均匀气体,温度高,越早温度越高,密度越大。
什么叫电离
在宇宙开始,物质以高密度充满宇宙,和光频繁地发生冲突。电子被锁定在原子中,是因为原子核的正电荷和电子的负电荷因电场力相互吸引。但是,当它与具有高能量的光碰撞时,电子就会脱离原子飞出。这是因为电子的运动因为光的碰撞获得能量变得更加剧烈,原子核电荷的力量不足以牵制电子,电子就脱离了原子。这种中性原子失去电子成为正离子的过程就叫作电离。
中性原子处于基态,当它受到其他粒子的碰撞,获得一定能量时,将跃迁到较高能态。原子被激发,称为受激原子。当原子获得更大能量时,就可能有一个或多个电子脱离核的束缚成为自由电子,使原子成为带正电荷的正离子。当原子的所有电子都失去时,原子被完全离化。
散乱地激烈运动的粒子
中性的原子只有在3000K(开氏温度)左右的温度下,才能形成,当温度低于3000K时,电子与原子核就会结合成中性原子,大量的发光的电子就会消失。
但是在宇宙形成的初期,温度高达10000K时,粒子四处飞逸,不停地发生碰撞,其运动能太大,导致中性的原子不能形成。也就是说,宇宙的初期不存在原子,原子核和电子散乱地激烈地运动着。
再往前推,当温度高达10亿K时,粒子热碰撞使得原子核也发生瓦解。换句话说,原子核也是宇宙演化产生的。我们可以得出这样的结论,在宇宙初期,连原子核也不存在,质子、中子和电子散乱地激烈地运动着。
宇宙早期的混乱状态
宇宙开始时……宇宙的早期,温度极高,密度也相当大,整个宇宙体系中只有一些微小的粒子存在,就像是一锅沸腾的粒子汤。
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