主条目:宇宙年表
从宇宙大爆炸(左)到现在的宇宙演化关系图。
这是宇宙从137.99±0.21亿年的大爆炸和随后演化与形成到现在的时间表。时间的量度是从大爆炸的那一刻开始。
目录
1 第一秒钟
1.1 普朗克时期
1.2 电弱时期
1.3 夸克时期
1.4 强子时期
2 物质时期
2.1 光子时期
2.2 宇宙黑暗时期
2.3 新生(Renaissance)
2.4 星系时期
3 相关条目
4 外部链接
5 参考资料
第一秒钟
普朗克时期
ca. 0 seconds (137.99 ± 0.21 亿年),普朗克时期开始:有意义的最早时间。大爆炸发生,由重力量子理论或万物理论描述的正常空间、时间发展出原始状态(可能是虚粒子或假真空)。整个可观测宇宙的质量和能量包含在令人难以想像的炙热密集点(重力奇点),十亿分之一核粒子的大小。这种状态在称为沙漠。由于没有有效的手段与方法测试如此遥远的时空,有关于宇宙历史的几个目前可用的主导学说对这一时期的猜测与讨论都很少。弱交互作用引力子(WIMPS,weakly interacting massive particles)或暗物质和暗能量可能被奇异的暴胀所催化而出现。婴儿般的宇宙未经历向外扩大的暴胀而开始冷却 -几乎完全平滑,量子变动开始是密度轻微改变的原因。
大一统时期
ca. 10−43秒:大一统时期开始:当还在无穷小的时期,宇宙冷却至1032 热力学温标。重力分离出来并开始在宇宙中运作,其余的基本力被固定在电弱力,也被称为大统一力,或大统一理论(GUT,Grand Unified Theory)。假设的X及Y玻色子[1]出现,但是物理性质,像是质量、荷、味、和色荷都仍毫无意义。
电弱时期
ca. 10−36秒,电弱时期开始:宇宙冷却至1028K。结果是强核力从电弱力分离,或许是宇宙暴胀的燃料。其结果是各种各样奇异的基本粒子,包括W和Z玻色子和希格斯玻色子从X及Y玻色子的衰变中产生。
ca. 10−33秒:在极短的时间内,空间超快速的膨胀。受到能量场的排斥,在远短于一秒的时间内从原子的大小暴胀至柚子的大小。暴胀还会生成两种波(密度波和引力波)沿着量子涨落成为影响日后星系聚类的结构。一些耸动的建议认为这次暴胀是永恒的,而且可能产生了包括我们的宇宙在内的多重宇宙。目前的概念是已经通过当今学术界严肃的辩论,但仍然是一种猜想。
ca. 10−32秒:宇宙暴胀结束。物质的粒子(夸克、胶子、电子)形成炙热的电离气体,称作夸克-胶子等离子;光以光子(辐射)的形式游走在这个等离子体中。它也可能统合成一种潜在类型的暗物质(轴子)的形式。
夸克时期
ca. 10−12秒,夸克时期开始,电弱阶段变迁:当电磁力和弱交互作用力变得明显,产生超对称破缺。冷却削弱了弱交互作用力,所以物质粒子可以与希格斯场进行交互作用并获得质量。当基本交互作用开始作用于宇宙,对夸克而言温度仍然是太高,夸克和胶子依然是束缚在一起的较大物质,辐射仍然超越物质,主导夸克和胶子经历的自由度。宇宙降温至1015K。
ca. 10−11秒: 重子产生过程可能使物质较反物质占了上风,就像重子与反重子选择时的认定。另一种可能潜在的暗物质(微中子)形成。
强子时期
ca. 10−6秒,强子时期开始:当宇宙降温至大约1010K,夸克-强子转换发生,使夸克被束缚形成更复杂的粒子 -强子。这种夸克拘留形成包括质子和中子(核子),是构成原子核的基块。
ca. 1秒,轻子时期开始:宇宙降温至109K。在这种温度下,强子和反强子互相湮灭,留下轻子和反轻子,反夸克可能也逐渐消失。重力支配宇宙的膨胀:微中子从物质中退藕,创造出宇宙微中子背景。
物质时期
光子时期
ca. 10秒,光子时期开始:大部分的轻子和反轻子相互湮灭。当电子和正电子互相湮灭时,少数但无以计量的电子留存了下来,正电子全数失踪。
ca. 10秒:宇宙由辐射的光子主导,普通的物质被与光藕合,而暗物质粒子开始建构非线性的暗物质晕。因为带电荷的电子和质子阻碍光的发射,宇宙变成超级炙热的雾。
ca. 3分钟,太初核合成:质子和中子形成核,核聚变开始形成锂、重氢(氘)和氦。
ca. 20分钟,核聚变终止:正常的物质包含75%的氢和25%的氦,自由电子开始散射光。
ca. 70,000年,物质主导宇宙:可以形成最小结构的金斯长度下跌,重力坍缩开始。
宇宙黑暗时期
由WMAP的资料创建的全天空宇宙微波背景辐射图。
主条目:宇宙微波背景辐射实验列表
ca. 37万年,黑暗时期开始-复合:电子与核形成原子,大多数是氢和氦。婴儿期的宇宙揭去面纱开始发光,此时的氢和氦维持恒定的数量,电子-重子等离子变得稀薄。温度下降至3000K,普通物质从辐射中退藕。光子自由飞行,释放成为宇宙微波背景;宇宙成为中性和透明。之后人造卫星的余晖模式来源是我们经仪器可以看见最远的回顾。宇宙微波背景也是唯一的辐射:没有恒星,没有其他来源的光。宇宙是空荡的,只有中性的氢和氦云。
ca. 40万年:密度波开始铭记极化 (波)的特征讯号。
ca. 1000万年:宇宙带有可示追踪的重元素,生命起源(生命化学)开始运作。
ca. 1亿年:
重力坍缩:经由暗物质创造出普通物质粒子的结构。
再电离开始:较小(恒星)和较大的非线性结构(类星体)开始略具规模,它们的紫外线使剩余的中性气体电离。
2-3亿年:第一颗恒星开始闪耀。由于多数是第三星族星(在这个时候第二星族星是少数),它们都很巨大、炙热,但生命周期相当短。不像后世代的恒星,这些恒星缺乏金属。随着再电离加剧,光子被自由的质子和电子散射,宇宙再度变得不透明。
2亿年: HD 140283,"玛土撒拉"星,在宇宙观测到,未经证实的最古老恒星。因为它是第二星族星,一些人建议第二星族星的形成在更早以前就开始了[2]。 已知最老的恒星(被确认的)-SMSS J031300.36-670839.3形成。
3亿年:第一个大尺度的天体,原星系和类星体可能已开始形成。随着第三星族恒星继续燃烧,恒星核合成运转,更多将氢融合成氦,被称为主序星的恒星开始燃烧。随着时间推移,这些恒星被迫将氦融合产生碳、氧、硅、铁等在元素周期表上更重的重属元素。这些元素经由超新星爆炸案步道邻近的气体云,将导致更多的第二星族星(贫金属星)和气态巨行星的形成。
3亿8000万年:UDFj-39546284,当前已知最古老类星体纪录的保持者[3]。
4亿2000万年:类星体MACS0647-JD形成。
4亿7000~5亿年:Abell 1835 IR1916形成。
新生(Renaissance)
6亿年:宇宙的文艺复兴时期,黑暗时期结束,可见光开始主导整个宇宙。
银河系可能形成:虽然HD 140283,"玛土撒拉"星,被认为起源在更早的时期,但它可能来自后来通过我们银河的星系而被合并的星系。在银河系内被确认的最古老恒星是HE 1523-0901,是在哈伯极深空影像的极限上。
6亿3000万年:GRB 090423,记录上最古老的伽玛射线暴,显示在宇宙演化的早期可能就已经发生超新星[4]。
6亿7000万年:EGS-zs8-1,观测到距离最远的莱曼断裂星系。这显示星系交互作用在宇宙的很早期历史就已经发生,例如星暴星系,往往与星系的碰撞和合并相关联。
7亿年:星系形成。较小的星系开始合并形成较大的,在此时形成的星系种类可能已经包括耀变体、西佛星系、电波星系、一般星系(椭圆星系、螺旋星系、棒涡星系)和矮星系。
UDFy-38135539,第一个在电离阶形成,被观察到的遥远类星体。
矮星系z8 GND 5296形成。
可能是原型星系的A1689-zD1形成。
7亿2000万年:在银河系银晕内的球状星团可能开始形成。
在银晕内的球状星团,NGC 6723
7亿4000万年:银河系内第二亮的球状星团,杜鹃座47形成。
7亿5000万年:星系IOK-1,一个莱曼α发射星系形成。
GN-108036形成:比银河系大5倍,质量超过100倍的星系。说明了很早就有巨大的星系。
7亿7000万年:已知距离最遥远的类星体之一,ULAS J1120+0641形成。最早具有超大质量黑洞特征的星系,显示这是在大爆炸后不久就存在的大型天体之一。在它光谱中的占有大比率的中性氢显示它也可能只是或还在形成恒星的过程中。
8亿年:哈伯极深空看到的最远距离。
SDSS J102915+172927形成:不寻常的第二星族星,主要成分是氢和氦,金属量非常贫乏。
HE0107-5240:最古老的第二星族星之一,是联星的一部分。
LAE J095950.99+021219.1:Bogwiggit星系,最远端的莱曼α发射体形成。莱曼α发射体被认为是像银河系这样的螺旋星系的前身。
球状星团梅西尔2形成。
8亿7000万年:梅西尔30在银河系内形成。经历了核心崩溃,这个星团是密度最高的球状星团之一。
8亿9000万年:星系SXDF-NB1006-2形成。
9亿年:星系BDF-3299形成。
9亿1000万年:星系BDF-521形成。
星系时期
相关条目
Timelines of world history
遥远未来的时间线
外部链接
自然历史年表
参考资料
↑
Ta-Pei Cheng; Ling-Fong Li. Gauge Theory of Elementary Particle Physics. Oxford University Press. 1983: 437. ISBN 0-19-851961-3.
↑ R. Cowen. Nearby star is almost as old as the Universe. Nature News. 2013-01-10 [2013-02-23]. doi:10.1038/nature.2013.12196.
↑ Wall, Mike. Ancient Galaxy May Be Most Distant Ever Seen. Space.com. 2012-12-12 [2012-12-12].
↑ GRB 090423 goes Supernova in a galaxy, far, far away. Zimbio. [2010-02-23].