从大爆炸到现在：我们宇宙的时间快照

一开始，什么都没有。然后，大约137亿年前，宇宙形成了。我们仍然不知道发生这种情况的确切条件，以及是否有一个确切的时间。但通过望远镜观测和粒子物理模型，研究人员已经能够拼凑出宇宙生命中主要事件的大致时间线。在这里，我们来看看我们的宇宙的一些最重要的历史时刻，从它的早期到它的最终死亡。

（图片来源：科学图片库/盖蒂）

大爆炸

（图片来源：Shutterstock）

加州理工学院的理论物理学家肖恩·卡罗尔在接受《现场科学》采访时说，一切都始于大爆炸，大爆炸“是时间的一刻，而不是空间的一个点”。具体地说，这是时间本身开始的时刻，所有随后的瞬间都是从这个时刻开始计算的。尽管大爆炸有着众所周知的绰号，但它并不是真正的爆炸，而是一个宇宙极度炽热和稠密，空间开始同时向四面八方向外扩张的时期。尽管大爆炸模型说宇宙是一个无限小，密度无穷大的点，但那只是一种不确定的说法，我们不太清楚当时发生了什么。数学上的无穷大在物理方程中是没有意义的，所以大爆炸实际上是一个我们目前对宇宙的理解崩溃点。

宇宙膨胀时代

（图片来源：欧空局/普朗克合作）

宇宙的下一个进度是迅速变大。在大爆炸后的第一个0.00000000000000000001（即一个小数点，在大爆炸后的1秒之前有30个零）内，宇宙可能会以指数形式膨胀，从而将先前密切接触的宇宙区域分开。这个被称为膨胀的时代仍然是假设的，但是宇宙学家喜欢这个想法是因为它解释了为什么遥远的空间区域看起来如此相似，尽管它们被遥远的距离隔开。早在2014年，一个团队就认为他们在早期宇宙的光中发现了这种膨胀的信号。

夸克胶子等离子体时代

（图片来源：Shutterstock）

在时间开始后的几毫秒，早期宇宙真的很热——我们说的是7万亿到10万亿华氏度（4万亿到6万亿摄氏度）的热。在这样的温度下，被称为夸克的基本粒子自由游荡，夸克通常紧密地束缚在质子和中子内部。胶子携带一种称为强力的基本力，与这些夸克混合在一种渗透到宇宙中的发酸的原始流体中。研究人员成功地在地球上的粒子加速器中创造了类似的条件。但这种难以实现的状态只持续了几分之一秒，无论是在地球上还是在早期宇宙中。

早期

（图片来源：盖蒂）

在下一阶段的时间里有很多动作，大约在大爆炸后的千分之一秒开始。当宇宙膨胀时，它冷却了，很快就有条件就足够使夸克聚集成质子和中子。大爆炸后一秒钟，宇宙的密度下降到足以使中微子——最轻、相互作用最小的基本粒子——可以在不撞击任何物体的情况下向前飞行，形成了科学家尚未探测到的所谓的宇宙中微子背景。

第一个原子

（图片来源：盖蒂）

在宇宙生命的前3分钟，质子和中子融合在一起，形成一种氢的同位素，称为氘、氦和少量次轻元素锂。但一旦温度下降，这个过程就停止了。最后，在大爆炸38万年后，事情变得足够冷，氢和氦可以与自由电子结合，产生第一个中性原子。光子以前曾进入电子，现在可以在没有干扰的情况下移动，产生宇宙微波背景（cmb），这是1965年首次探测到的这个时代的遗迹。

黑暗时代

在很长一段时间里，宇宙中没有任何东西发出光，这一时期持续了大约1亿年，被称为宇宙黑暗时代，这个时代仍然非常难以研究，因为天文学家对宇宙的知识几乎完全来自星光。没有星星，很难知道发生了什么。

第一颗星

（图片来源：双子座天文台/AURA/NSF/Mattia Libratto，空间望远镜科学研究所）

在大爆炸发生后大约1.8亿年，氢和氦开始崩塌成大球体，在它们的核心产生了地狱般的温度，并点燃了第一颗恒星。宇宙进入了一个被称为宇宙黎明或再电离的时期，因为由早期恒星和星系辐射的热光子将星际空间中的中性氢原子分解成质子和电子，这一过程被称为电离。再电离的持续时间很难说。因为它发生得太早，它的信号被后来的气体和尘埃所掩盖，所以科学家可以说，它在大爆炸后5亿年左右就结束了。

大型结构的星球

（图片来源：美国宇航局）

这里是宇宙开始进入现代的地方，或者至少是我们今天所熟悉的现代宇宙。小的早期星系开始合并成更大的星系，在大爆炸10亿年后，中心形成了超大质量黑洞，明亮的类星体，产生强烈的光信号，可以从120亿光年外看到。

宇宙的中年

（图片来源：ESA/HFI & LFI consortia）

宇宙在接下来的几十亿年里继续进化，原始宇宙中密度较高的点以引力吸引物质到自身。它们慢慢成长为星系团和长长的气体和尘埃，形成了一个美丽的丝状宇宙网，这就是我们今天可以看到的。

太阳系的诞生

（图片来源：nasa/jpl）

大约45亿年前，在一个特定的星系中，一团气体坍缩成黄星，周围有一个环状系统。这些环合并成八颗行星，加上各种彗星、小行星、矮行星和卫星，形成了一个熟悉的恒星系统。这颗来自中央恒星的第三颗行星在这一过程之后，可能是自己保留了水，也有可能是彗星后来输送了大量的冰和水。

地球与人类

（图片来源：盖蒂）

在太阳系第三个轨道，35亿年前的水世界（取决于你问的人），微小的简单微生物消失了，这些生命形式进化成神奇的海怪和巨大的食叶恐龙，最终，大约20万年前，直立的生物出现了，它们能够惊叹我们神秘的宇宙，发现整个宇宙是如何形成的。

结束了吗？

（图片来源：Shutterstock）

当然，这并不是结束，物理学家仍然不太清楚宇宙的未来，这取决于暗能量的细节，暗能量是一种推动宇宙分裂的神秘力量，其性质尚未得到很好的测量。在一个可能的未来中，宇宙将永远持续膨胀，足够长的时间，所有星系中的所有恒星都将耗尽燃料，甚至黑洞也将蒸发成一无所有，留下一个由惰性能量渗透的死亡宇宙。或者，引力最终将克服暗能量的膨胀力，将所有物质拉回到一起，形成一种被称为大紧缩的反向大爆炸。或者，暗能量可以加速一切事物与其他事物的距离越来越远，产生所谓的大裂口，在这个裂口中，宇宙实际上撕裂了自己。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。