十萬個(gè)為什么：
第1章 為什么宇宙大爆炸溫度很高？
間還未被定義、空間尚未展褶皺的那刻，宇宙是我們?nèi)缃袼姷男浅?，而是個(gè)蜷縮致尺度的“奇點(diǎn)”。
沒有晝交替，沒有物質(zhì)形態(tài)，甚至連基本的粒子都未曾誕生，唯有能量以粹、狂暴的姿態(tài)凝聚，等待著場改寫切的發(fā)。
當(dāng)這場被后稱為“宇宙”的事件驟然發(fā)生，溫度為了刻畫宇宙初模樣的核密碼，它的數(shù)值之，遠(yuǎn)類有儀器能模擬的限，卻物理規(guī)律的框架，留了可追溯的痕跡。
要理解宇宙的溫度，首先得打破我們對“溫”的常規(guī)認(rèn)知。
常生活，00℃是水沸的溫度，000℃能讓鋼鐵熔化，0000℃足以讓屬汽化，但這些溫度宇宙誕生之初，過是足道的“冰點(diǎn)”。
根據(jù)宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，發(fā)生的瞬間——也就是間起點(diǎn)“普朗克間”（約0的-4次方秒），宇宙的溫度達(dá)到了個(gè)難以想象的峰值，這個(gè)數(shù)值被稱為“普朗克溫度”，約等于.46×0的次方攝氏度。
這個(gè)數(shù)字有多驚？
如把地球所有核武器同引，釋的能量轉(zhuǎn)化的溫度，與它相比也如同螢火之于；即便是目前類的粒子對撞機(jī)，能模擬出的溫度也只有0的6次方攝氏度，距離普朗克溫度還有6個(gè)數(shù)量級的差距，相當(dāng)于從粒沙子到整個(gè)地球的量鴻溝。
為什么這個(gè)溫度如此之？
答案藏宇宙誕生的能量密度。
初期，宇宙的積，卻濃縮了如今整個(gè)宇宙的所有能量——這些能量是散星系、恒星的光能、熱能，而是種尚未化的“原始能量”。
就像把億顆的能量部壓縮進(jìn)顆玻璃彈珠，能量密度越，溫度然越。
此的宇宙，沒有我們悉的質(zhì)子、子、子，甚至連構(gòu)這些粒子的夸克和膠子，都法以獨(dú)立形態(tài)存，它們被裹挾溫度的“能量湯”，處于種“夸克-膠子等離子”的殊狀態(tài)。
這種狀態(tài)，物質(zhì)和能量的界限變得模糊，物理規(guī)律也與我們所處的“低溫宇宙”截然同，比如引力、磁力、核力、弱核力這西種基本力，當(dāng)可能還是統(tǒng)的“力”，首到溫度逐漸降，才慢慢化西種同的力，為后續(xù)物質(zhì)的形埋伏筆。
隨著間的推移，宇宙始以驚的速度膨脹，積的增首接導(dǎo)致了溫度的速降。
后的0的-6次方秒，也就是萬之秒，宇宙的溫度降到了約0的6次方攝氏度，這個(gè)溫度雖然依舊，卻己經(jīng)足以讓夸克始結(jié)合，形質(zhì)子和子——這是構(gòu)原子核的基礎(chǔ)，也是宇宙種“有形”物質(zhì)的端。
到了后的秒左右，溫度進(jìn)步降到0的0次方攝氏度，此子始穩(wěn)定，部衰變質(zhì)子和子，而質(zhì)子則始與剩余的子結(jié)合，形氫的同位素氘和氦的原子核，這就是宇宙早期的“核合”過程，也是如今宇宙氫和氦元素占比過%的根源。
再往后，宇宙的降溫速度逐漸緩。
后的萬年，溫度降到了約000攝氏度，這個(gè)溫度的關(guān)鍵意義于，它讓帶正的原子核終于能抓住帶負(fù)的子，形穩(wěn)定的原子——?dú)湓雍秃ぴ印?br>
此之前，宇宙充滿了帶粒子，這些粒子斷散光，讓宇宙處于“透明”的狀態(tài)；而原子形后，光終于可以由穿梭，這縷被釋出來的光，經(jīng)過億年的宇宙膨脹和紅移，如今變了遍布整個(gè)宇宙的“宇宙背景輻”，它的溫度己經(jīng)降到了約.75爾文（相當(dāng)于-70.45℃），為了證明宇宙理論首接、有力的證據(jù)之。
很多奇，我們從未親眼見過宇宙，怎么能確定它初的溫度？
這背后依靠的是物理學(xué)的“逆推”邏輯和觀測證據(jù)的支撐。
方面，科學(xué)家過粒子物理實(shí)驗(yàn)，模擬溫壓境粒子的行為，比如核子研究的型子對撞機(jī)，就能出類似宇宙后萬之秒的溫度和粒子狀態(tài)，從而驗(yàn)證理論模型的合理；另方面，宇宙背景輻的溫度布、宇宙輕元素的度比例，這些觀測數(shù)據(jù)都能反過來印證宇宙早期溫度的變化軌跡——比如根據(jù)核合理論，只有當(dāng)宇宙溫度降到定范圍，氫和氦才能以的比例形，而實(shí)際觀測到的元素比例，恰與理論計(jì)算的結(jié)完吻合。
更有趣的是，宇宙的溫度僅是個(gè)“數(shù)字”，它還決定了宇宙的未來走向。
如初的溫度再點(diǎn)，宇宙的膨脹速度可能過，導(dǎo)致物質(zhì)法聚集形星系和恒星；如溫度再低點(diǎn)，核合過程可能法順進(jìn)行，宇宙或許只剩氫元素，法形更復(fù)雜的物質(zhì)，更有后來的行星、生命。
正是這恰到處的初始溫度，以及后續(xù)準(zhǔn)的降溫過程，才讓宇宙從團(tuán)狂暴的能量，逐漸演化出如今的星系、恒星、行星，乃至我們類。
當(dāng)我們仰望星空，到的是億年后的宇宙，是溫度冷卻到適宜生命生存的宇宙。
但那些藏間起點(diǎn)的致溫，那些過0的次方攝氏度的能量脈動，并非早己消失的過去——它們以各種形式留了宇宙的每個(gè)角落：構(gòu)我們身的原子，源于后形的原子核；照耀地球的陽光，源于恒星部由氫氦聚變產(chǎn)生的能量，而這些氫氦，正是初期溫度的“產(chǎn)物”。
可以說，宇宙的溫度，僅是宇宙的“出生證明”，更是我們理解身起源、理解萬物存的關(guān)鍵鑰匙。
沒有晝交替，沒有物質(zhì)形態(tài)，甚至連基本的粒子都未曾誕生，唯有能量以粹、狂暴的姿態(tài)凝聚，等待著場改寫切的發(fā)。
當(dāng)這場被后稱為“宇宙”的事件驟然發(fā)生，溫度為了刻畫宇宙初模樣的核密碼，它的數(shù)值之，遠(yuǎn)類有儀器能模擬的限，卻物理規(guī)律的框架，留了可追溯的痕跡。
要理解宇宙的溫度，首先得打破我們對“溫”的常規(guī)認(rèn)知。
常生活，00℃是水沸的溫度，000℃能讓鋼鐵熔化，0000℃足以讓屬汽化，但這些溫度宇宙誕生之初，過是足道的“冰點(diǎn)”。
根據(jù)宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，發(fā)生的瞬間——也就是間起點(diǎn)“普朗克間”（約0的-4次方秒），宇宙的溫度達(dá)到了個(gè)難以想象的峰值，這個(gè)數(shù)值被稱為“普朗克溫度”，約等于.46×0的次方攝氏度。
這個(gè)數(shù)字有多驚？
如把地球所有核武器同引，釋的能量轉(zhuǎn)化的溫度，與它相比也如同螢火之于；即便是目前類的粒子對撞機(jī)，能模擬出的溫度也只有0的6次方攝氏度，距離普朗克溫度還有6個(gè)數(shù)量級的差距，相當(dāng)于從粒沙子到整個(gè)地球的量鴻溝。
為什么這個(gè)溫度如此之？
答案藏宇宙誕生的能量密度。
初期，宇宙的積，卻濃縮了如今整個(gè)宇宙的所有能量——這些能量是散星系、恒星的光能、熱能，而是種尚未化的“原始能量”。
就像把億顆的能量部壓縮進(jìn)顆玻璃彈珠，能量密度越，溫度然越。
此的宇宙，沒有我們悉的質(zhì)子、子、子，甚至連構(gòu)這些粒子的夸克和膠子，都法以獨(dú)立形態(tài)存，它們被裹挾溫度的“能量湯”，處于種“夸克-膠子等離子”的殊狀態(tài)。
這種狀態(tài)，物質(zhì)和能量的界限變得模糊，物理規(guī)律也與我們所處的“低溫宇宙”截然同，比如引力、磁力、核力、弱核力這西種基本力，當(dāng)可能還是統(tǒng)的“力”，首到溫度逐漸降，才慢慢化西種同的力，為后續(xù)物質(zhì)的形埋伏筆。
隨著間的推移，宇宙始以驚的速度膨脹，積的增首接導(dǎo)致了溫度的速降。
后的0的-6次方秒，也就是萬之秒，宇宙的溫度降到了約0的6次方攝氏度，這個(gè)溫度雖然依舊，卻己經(jīng)足以讓夸克始結(jié)合，形質(zhì)子和子——這是構(gòu)原子核的基礎(chǔ)，也是宇宙種“有形”物質(zhì)的端。
到了后的秒左右，溫度進(jìn)步降到0的0次方攝氏度，此子始穩(wěn)定，部衰變質(zhì)子和子，而質(zhì)子則始與剩余的子結(jié)合，形氫的同位素氘和氦的原子核，這就是宇宙早期的“核合”過程，也是如今宇宙氫和氦元素占比過%的根源。
再往后，宇宙的降溫速度逐漸緩。
后的萬年，溫度降到了約000攝氏度，這個(gè)溫度的關(guān)鍵意義于，它讓帶正的原子核終于能抓住帶負(fù)的子，形穩(wěn)定的原子——?dú)湓雍秃ぴ印?br>
此之前，宇宙充滿了帶粒子，這些粒子斷散光，讓宇宙處于“透明”的狀態(tài)；而原子形后，光終于可以由穿梭，這縷被釋出來的光，經(jīng)過億年的宇宙膨脹和紅移，如今變了遍布整個(gè)宇宙的“宇宙背景輻”，它的溫度己經(jīng)降到了約.75爾文（相當(dāng)于-70.45℃），為了證明宇宙理論首接、有力的證據(jù)之。
很多奇，我們從未親眼見過宇宙，怎么能確定它初的溫度？
這背后依靠的是物理學(xué)的“逆推”邏輯和觀測證據(jù)的支撐。
方面，科學(xué)家過粒子物理實(shí)驗(yàn)，模擬溫壓境粒子的行為，比如核子研究的型子對撞機(jī)，就能出類似宇宙后萬之秒的溫度和粒子狀態(tài)，從而驗(yàn)證理論模型的合理；另方面，宇宙背景輻的溫度布、宇宙輕元素的度比例，這些觀測數(shù)據(jù)都能反過來印證宇宙早期溫度的變化軌跡——比如根據(jù)核合理論，只有當(dāng)宇宙溫度降到定范圍，氫和氦才能以的比例形，而實(shí)際觀測到的元素比例，恰與理論計(jì)算的結(jié)完吻合。
更有趣的是，宇宙的溫度僅是個(gè)“數(shù)字”，它還決定了宇宙的未來走向。
如初的溫度再點(diǎn)，宇宙的膨脹速度可能過，導(dǎo)致物質(zhì)法聚集形星系和恒星；如溫度再低點(diǎn)，核合過程可能法順進(jìn)行，宇宙或許只剩氫元素，法形更復(fù)雜的物質(zhì)，更有后來的行星、生命。
正是這恰到處的初始溫度，以及后續(xù)準(zhǔn)的降溫過程，才讓宇宙從團(tuán)狂暴的能量，逐漸演化出如今的星系、恒星、行星，乃至我們類。
當(dāng)我們仰望星空，到的是億年后的宇宙，是溫度冷卻到適宜生命生存的宇宙。
但那些藏間起點(diǎn)的致溫，那些過0的次方攝氏度的能量脈動，并非早己消失的過去——它們以各種形式留了宇宙的每個(gè)角落：構(gòu)我們身的原子，源于后形的原子核；照耀地球的陽光，源于恒星部由氫氦聚變產(chǎn)生的能量，而這些氫氦，正是初期溫度的“產(chǎn)物”。
可以說，宇宙的溫度，僅是宇宙的“出生證明”，更是我們理解身起源、理解萬物存的關(guān)鍵鑰匙。