宇宙是在多少年前形成的？

【專家解說】：宇宙的形成 最初三分鐘 宇宙的最初源頭是一個奇點，即所謂的“宇宙蛋”，它凝聚了所有的時空質(zhì)能，孕育著未來物質(zhì)世界的一切，包括天體和生命。大約150億年以前，宇宙蛋在一場無與倫比的大爆炸中猝然爆發(fā)。大爆炸震撼出時空，物質(zhì)世界破殼面出，宇宙史的紀元從此開始。 剛剛誕生的宇宙，空間從無到有并急劇猛增，僅僅10-32秒后，就暴脹到大約1光年的直徑。在1 秒鐘時，由于大爆炸產(chǎn)生的極強高能輻身均勻地充滿整個空間，宇宙成為100億k高溫的熔爐，所有物質(zhì)被熬成一鍋基本粒子湯。 緊接著，一場肆虐的原始宇宙風暴開始了，基本粒了之間發(fā)生猛烈撞擊，中了熔入質(zhì)子形成了氦核。這個過程延續(xù)了大約三分鐘，直至所有的中子消耗殆盡為止。有約22%質(zhì)量的物質(zhì)聚合成氦核，余下的物質(zhì)幾乎為沒有聚合的質(zhì)子，即氫核，僅有十萬分之幾屬于同位素氦3和氘，百億分之幾歸之于鋰。原始星云形成。 星系形成 構(gòu)建原始宇宙的原生物質(zhì)（主要是約78%的氫和22%的氦）的產(chǎn)生過程，在宇宙史的最初三分鐘便告完成；在此后宇宙由于膨脹面冷卻，如此大規(guī)模的核合成過程再也不可能發(fā)生了，而小規(guī)模的核合成也只有等到恒星產(chǎn)生以后。初生宇宙的空間充斥著極強壯的高能輻射，熾熱驚人。原生物質(zhì)氫核和氦核均勻分布在整個太空，它們之間的引力微弱，遠不足以克服巨大的擴散壓力和輻射壓，因此列法凝聚成團?？磥硪蚱七@種物質(zhì)均勻分布的狀態(tài)，還有竺宇宙冷卻到足夠的程度。 光陰一分分，一年年地流逝著，30萬年過去，宇宙的溫度溫度隱降到了4000K，然而其均勻狀態(tài)依然如故；1000萬年過去，宇宙中高能輻射冷卻變成微波背景輻射，氫核和擬核形成了各自的原子，原子間的引力也終于戰(zhàn)勝擴散壓力和輻射壓，在它的作用下漸漸形成了一個個物質(zhì)密度較大的地區(qū)，并繼續(xù)向中心收縮；原始星云就這樣形成了。在宇宙誕生1000萬年以后，由氫擬兩種元素構(gòu)成的巨大原始星云彌漫著太空，雖然非常稀薄，卻表明宇宙物質(zhì)不再處于均勻分布的狀態(tài)，這預示了宇宙星光燦爛的未來。 恒星形成 原始星云在引力的作用下繼續(xù)向中心聚集，并因星云間的潮汐作用開始旋轉(zhuǎn)，漸漸形成一雙凸透鏡的形狀。星云收縮使引力不斷增強，從而促使旋轉(zhuǎn)不斷加速，而旋轉(zhuǎn)加速又導致星云緣不穩(wěn)定，從而裂成兩個旋臂。旋臂上發(fā)生局部的凝結(jié)，每個凝塊具有適當體積，可以在我們所見的恒星狹小限度內(nèi)形成恒星。 以上過程不斷進行著，整個星云最終演化成星系。宇宙中最初形成星系的時間大約是大爆炸后十億年。通過哈勃太空望遠鏡，可以發(fā)現(xiàn)在我們星系以外的遙遠空間里正在形成的其它星系，那正是幾十億年前形成這些星系的情形。目前用天文望遠鏡觀測的星系總數(shù)須以10億來計算，我們所在的銀河系只是其中的普通一員而已。這些星系都是龐大的恒星集團，且距離我們極其遙遠，因此稱之為“島宇宙”。十幾個或幾十個星系由引力維系在一起，組成星系團；隨著宇宙的膨脹，星系團間正彼此遠離。 恒星的生命歷程 恒星是宇宙物質(zhì)凝聚到一定程度的產(chǎn)物，它起源于旋渦星云臂上的一塊區(qū)域。在這塊區(qū)域物質(zhì)較密集的部分，由于自身的引力較強，就會使物質(zhì)聚集得更快，溫度也上升更快，旋轉(zhuǎn)得更快。這一過程逐漸加劇，當某一區(qū)域的中心溫度上升到約1000萬k時，就會引發(fā)熱瓜反應，向外發(fā)放輻射，恒星的生命歷程便開始了；而旋轉(zhuǎn)速度達到一定值時，恒星就會分裂成互相繞行的雙星或多星。 雙星（或多星）是恒星演化的正常規(guī)程，而伴有行星的單星（例如太陽）則是恒星演化中極其 罕見的事件，大約在十萬個恒星中才有一個，它的起源過程至今仍然只是一個猜想：在恒星演化的某一早期階段，兩個氣體星運行到彼此鄰近時，便產(chǎn)生了潮汐波。及至兩星接近到某一臨界距離時，這潮汐波即射出長臂狀的物質(zhì)，然后再裂成具有適當大小與特性的物體，形成像地球這樣的行星。起源于原始星云中的恒星為第一代恒星，它們是由原生物質(zhì)組成的氣體星球。宇宙史紀元50億年時，第一代恒星產(chǎn)生了，它們照亮了幽暗的太空，從此一個新的宇宙時代來臨了。 恒星的生命歷程 恒星形成后開始進入生命周期中的氫燃燒階段，氫的原子核聚變成氦，并向外發(fā)放光和熱。當恒星中的氫消耗掉10%時就發(fā)生收縮，恒星中心部位的溫度升高到1 億k以上。同時，由于恒星內(nèi)部的活動，恒星外層被中心區(qū)域推開，膨脹的恒星變成一顆紅巨星。于是，在星球密度很大溫度極高的中心部分開始發(fā)生氦的燃燒，氦核聚變成鈹，碳和氧。這一階段一直延續(xù)到恒星中心部分的氦消耗殆盡，碳和氧所占的比例大致相等時才結(jié)束。 氦的燃燒階段結(jié)束時，星球中心區(qū)域收縮，溫度重新上升。在一些質(zhì)量足夠大（質(zhì)量至少是太陽的4倍）的恒星里，中心的溫度可以達到10億k，碳和氧的燃燒得以開始，結(jié)果形成了鈉，鎂，硅和硫等元素。當恒星中心部分的碳和氧消耗殆盡并富含硅時，便開始了硅的燃燒階段，硅轉(zhuǎn)化成硫，氬和其它一些更重的元素。如果恒星通過收縮，能使內(nèi)部溫度升到30億k左右，那么恒星便開始了它生命周期中的平衡階段，形成鐵及附近的一些元素。鐵在所有元素中，其原子核最為穩(wěn)定，因此一顆恒星能燃燒到生命的終結(jié)，將形成一個鐵球，它的末日也便來臨了。 垂死的恒星與自身的引力作著最后抗爭，但最終還是跌進了引力深淵之中。外圍各層數(shù)以萬億噸計的物質(zhì)以每秒幾成公里的速度朝核區(qū)坍縮，與核區(qū)發(fā)生了極為強烈的碰撞，這就是“超新星爆發(fā)”。爆發(fā)的巨大能量使恒星外圍物質(zhì)得以加熱，鐵吸收中子及能量后，在恒星熔爐的是最后階段煉出了金，鉛，鈾等更重的元素。以上過程表明目前人類所利用的核 能（確切說應該是核裂變能）歸根到底是久遠的超新星爆發(fā)能，正如煤，石油所含的化學能是古老的太陽能一般。超新星爆發(fā)產(chǎn)生的巨大激波，將恒星外圍的物質(zhì)拋入廣闊無垠的太空；這些物質(zhì)由恒星各個燃燒階段產(chǎn)生的92種元素構(gòu)成。恒星的一生燦爛輝粕，它的光和熱孵育了生命；它亦是宇宙中神奇的煉金爐，組成我們及地球的每一個原子，都曾在那些久已熄滅的古老恒星中經(jīng)受熔煉。 恒星的物質(zhì)循環(huán) 第一代恒星消亡了，它歸宿于白矮星，中子星和黑洞。然而悲壯的死亡中醞釀著燦爛的新生，在它們的廢墟上將升起新一輪的恒星，一個有生命的宇宙時代即將拉開序幕。超新星爆發(fā)拋出的物質(zhì)，在廣袤的星際空間漫無目的地遨游，在碰撞和輻射的作用下，被原始星支攜帶著運行。幾百萬年過去了，這些物質(zhì)因膨脹而變香稀薄，最終與原始星云混而為一了，因此宇宙中的星云不再只是由原生物質(zhì)氫和氦構(gòu)成，而是遭到重元素的污染；由開這種污染，恒星之外有了出現(xiàn)自然景觀，生命，技術和能源的可能。在宇宙史紀元100億年時，這種被“污染”的星云在引力作用下收縮，坍縮和碎裂。核子活動再度爆發(fā)，第二代恒星及行星誕生了，太陽便是其中一例。這些恒星也將開始其生命歷程，最終與會因缺乏燃料而死去；它們的碎屑又與尚示聚集成恒星的原生物質(zhì)一道凝聚成下一代恒星。但這各物質(zhì)的再循環(huán)并非永無止境的，原生物質(zhì)會一點一點地并入新生的恒星，直至全部用完。當最后一代恒星走完它們的生命輪回而死亡時，宇宙永恒的長夜就來臨了。