無機化學/從大爆炸到原子

從大爆炸到原子

根據大爆炸模型，宇宙從極度緻密和高溫的狀態膨脹而來，並且至今仍在膨脹。一個常見的類比解釋說空間本身在膨脹，帶著星系一起膨脹，就像一個膨脹的氣球上的斑點一樣。上面的圖形方案是藝術家對平坦宇宙的一部分膨脹的構想。

大爆炸，大約在13.75 ± 0.11 億年前發生的一次巨大爆炸，被認為創造了我們的宇宙。這個想法基於對我們宇宙正在膨脹的觀測，所以如果我們追溯到過去，它可能曾經是一個單點。

在大爆炸後大約10⁻⁶ 秒，夸克和膠子結合形成重子，如質子和中子，而反夸克和反膠子則形成反質子和反中子。夸克和膠子相對於其反粒子存在少量過剩，導致重子相對於反重子存在少量過剩。後來，宇宙冷卻到不能產生膠子、夸克、反膠子和反夸克的程度。這導致宇宙質量急劇下降：物質和反物質相互“吃掉”，只留下10¹⁰個質子和中子中的1個倖存下來，沒有反粒子倖存下來。這就是為什麼現在宇宙是一個物質環境，而不是一個反物質環境 :)

在大爆炸後1秒，電子和正電子（正電子是反電子）也發生了同樣的事情。

在大爆炸後幾分鐘，溫度約為10⁹ K。能量仍然很高。質子和中子還沒有結合。當宇宙冷卻下來時，強力（一種強大的但作用範圍很短的力）佔據了優勢，將質子和中子結合在一起，形成了原子核。在379,000年後，電磁力（一種微弱但作用範圍很長的力）佔據了優勢，使電子首次與原子核結合。第一個原子誕生了，它由一個原子核（質子、中子）和一個或多個電子組成。