宇宙大爆炸中到底什麼爆炸了？
本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
我們講個故事，好嗎？
有一個雞蛋，我們可以叫它羅伯特。羅伯特是一個巨大的“雞蛋”，內部充滿了能量。但是，這顆“雞蛋”的內部發生了一些不尋常的事情，可能是內部的能量失去了平衡，之後羅伯特以一種爆炸的方式裂開。
圖解：雞蛋“羅伯特”。圖源：Quora
現在，羅伯特殘破的身體旁邊空無一物。所以，沒有原子，沒有電子，沒有任何物質。因此，也沒有任何的力，比如，重力，電磁力，強力或弱力。因為，嘿，如果不存在任何物質，那麼也不會存在任何重力了，你說是吧？
但是，羅伯特的能量在破殼而出之後發現了更多的空間，並且無限制地擴張。因此，它就一直在擴張。
隨著能量的散佈，羅伯特生了三個孩子，
夸克（上夸克和下夸克，它們是從子宮裡出來的！）
電子姐妹
中微子兄弟
當這3個人開始第一次哭泣時，在另一端，另外3個孩子是從反羅伯特的子宮裡出生的，
反夸克
正電子姐妹（正電子）
反中微子兄弟
與他們一起，羅伯特也生出了其他人，如頂夸克，底夸克等。
圖解：羅伯特的孩子們。Up/U:上夸克；Down/D:下夸克；Strange/S:奇異夸克；Charm/C:粲夸克；Top/T:頂夸克；Bottom/B:底夸克。圖源：Quora
到這裡，羅伯特的孩子遍地都是。當這些孩子開始一起上學的時候，它們彼此相遇。正如你可以想象到的，在學校中，羅伯特的孩子和鄰居的孩子之間的“爭鬥”是不可避免的。它們之間相互作用，之後在這些物質之外產生更多的能量。它們中的一些躲得遠遠地，並不會參與“爭鬥”，其它的則會在“爭鬥”中破壞自身以產生更多的能量，也即更多的孩子。
之後，羅伯特的孩子和其它鄰里的孩子逐漸成年，他們發現了網路，也發現了組交的類別。所以，以下組合就發生了，
1下夸克+ 2上夸克=質子。
2下夸克+ 1上夸克=中子。
是的，這就是質子和中子產生的過程。之後，空間進一步冷卻，並且不斷膨脹。第二代粒子產生了。
圖解：質子和中子的產生。圖左：質子；圖右，中子。u:上夸克；d:下夸克。圖源：Quora
到此時，還是質子和中子的時代。一個質子和它鄰居的孩子中子進行了一場約會，最終密不可分。由此，它們的聯合形成了第一個氫原子。相似地，兩個質子和兩個中子想要在一起生活，所以它們成為了氦原子。
當宇宙充滿了75%的氫原子家族和25%的氦原子家族時，一個時代來臨了。現在，氫原子有了它們自己的鄰居，稱為“氫原子雲”（見下圖）。氫原子雲隨著時間在空間中運動，當它們越靠越近，它們之間的重力開始將它們混合起來，將它們拉進一箇中心滾動，這個過程就像我們用攪拌機制作蘋果派一樣。由於這時的極高的壓力和溫度，質子和中子開始形成化學課本中元素週期表上的其它的元素。
圖解：一個氫原子的鄰里，氫原子雲。圖源：Quora
另一方面，它的鄰居氦原子開始做同樣的事，然後，它們形成了類似我們太陽的恆星。
當然，這些都發生在大爆炸的幾百萬年之後。
如果你曾經看過美國的紀錄片《大爆炸理論》，那麼你肯定知道這首歌。
我們的宇宙在一片熾熱的緻密狀態，
然後在將近一百四十億年前大爆炸開始了。之後經歷了等待…
地球開始冷卻，
自養微生物開始形成，
尼安德特人開始製造工具，
我們建造了一座牆（我們建造了金字塔），
數學，科學，歷史，探索謎底，
所有這些都源於宇宙大爆炸！
圖解：所有事物都來源於宇宙大爆炸。圖源：epochtimes
沒有任何東西爆炸。
爆炸指的是一個介質中超聲速的衝擊波的產生，並伴隨著大量能量的產生，維持並驅動著衝擊波。
圖解：黎巴嫩首都爆炸。圖源：量子位
如果大爆炸曾經發生過，那麼它不是一種爆炸；因為沒有衝擊波的產生。它同時發生在此時此刻我們能看到的各個地方。
相反，大爆炸是一種宇宙中所含物質的相變，從一些我們物理不能充分描述的早期的狀態，到一種極端的等離子體狀粒子湯，到一種實際的不透明等離子體，到今天我們看到的透明等離子體。其中我們唯一能夠直接看到的部分是不透明到透明的相變過程，這就是所謂的宇宙微波背景。
圖解：宇宙微波背景。圖源：維基百科。
這些早期的狀態似乎與我們現在所看到的宇宙有著不同的空間和時間，所以就有了膨脹率的概念，自從萬物變得清晰之後（可能在此之前的一些時間，否則宇宙微波背景將會看起來非常不一樣），所有事物周圍的空間都在增加。
所以，大爆炸更像是驅動著宇宙從一種非常熾熱的狀態冷卻到現在相對冷的狀態。當它以一種早期的狀態冷卻下來之後，它將許多的動量投入到物質中，之後一直膨脹。或者，它以這樣的方式形成空間，即物質具有大量動量作為起始狀態。甚至於很難描述我們對於這種起始相變的及其有限的認知，因為它賦予了我們如今所知的宇宙和時間。
作者： quora
FY： xazikyl。
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