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对人类来说，宇宙的一半都是消失的（宇宙探索）

对人类来说，宇宙的一半都是消失的（宇宙探索）

2025-02-22 02:12:04阅读量：15 字体：大中小

理论上，我们的宇宙是由5%的重子物质组成的。但是当我们去找的时候，我们只找到了2.5%。现在，你可能会问的第一个问题是：“为什么我们首先期望宇宙由5%的普通重子物质组成？”答案是，有了这个密度，我们就可以解释我们在宇宙中观察到的不同元素的相对丰度。具体来说，就是氘与氢和氦的比例。

宇宙受辐射支配。但是随着宇宙的膨胀，它冷却到质子和中子可以开始融合在一起的程度。一个特别稳定的原子核会形成氦-4，氦-4由两个中子和两个质子组成。问题是，要形成氦-4，你必须先形成氘，一个质子和一个中子。而且，这是一个不稳定的原子核。当它形成时，很快就会被粉碎。
然而，在大爆炸后大约10秒，宇宙已经冷却到足以形成氘。一旦形成，它迅速熔化成氦气。这种情况发生的速度取决于早期宇宙中物质的密度。密度越高，这种核聚变就越快。因此，在这一点上，元素丰度被锁定。就像是这一刻的快照。按质量计，氢和氦分别占75%和25%。这基本上仍然是我们今天在宇宙中观察到的。
在氢原子核中，每一百万个中有26个是氘。氘的神奇之处在于它是稳定的。而且，自大爆炸以来，还没有一个已知的过程能够大量生产它。这意味着，当今宇宙中几乎所有的氘，包括自来水中每6000个氢原子中就有一个，都不是在恒星中产生的，而是在宇宙大爆炸后的前20分钟产生的。当我们向太空深处望去时，我们能看到的最古老的光是宇宙微波背景辐射。大爆炸的余辉自大爆炸以来在宇宙中畅通无阻地运行了大约40万年。所以我们可以从字面上计算这些光子，计算大爆炸后的辐射密度。