ビッグバン中の宇宙の温度

宇宙の起源に関するビッグバン理論は、天文学者のエドウィンハッブルが宇宙が膨張していることを発見した論理的な結果です。 膨張を元に戻すことができれば、宇宙全体は、ある時点で、空間内の単一の点に収縮します。 科学者たちは、現在の宇宙の観測に基づいて、この特異点に非常に近い時間に宇宙の状態と温度を推定しました。

特異点とは、物質が非常に接近して押しつぶされ、一般相対性理論によって説明される重力の法則が崩壊する時空の領域です。 特異点では、空間の体積はゼロであり、その密度は無限大です。 別の言い方をすれば、時空の曲率は無限大です。 科学者たちは、そのような特異点がブラックホールの中心に存在すると信じています。ブラックホールは、超巨大な太陽がその寿命の終わりに達して爆縮したときに発生します。 一般相対性理論はまた、そのような特異点が膨張宇宙の始まりに存在しなければならないことを要求します。

ビッグバンは、原始的な特異点が宇宙になった瞬間です。 遠くの物体の観測と宇宙の背景放射の測定に基づいて、科学者は プランク時間の温度を推定しました。これは、1,000万兆兆兆分の1です。 2番目。 その瞬間の気温は1億兆ケルビン（華氏1億8000万兆度）でした。 宇宙は加速膨張の期間を経て、1秒が経過するかなり前に終わりました。 この時までに、それは1000億ケルビン（華氏1800億度）の温度に冷えていました。

ビッグバンの約1秒後、宇宙は水の約40万倍の密度で、気温は100億ケルビンでした。 物質は主に陽子と中性子で構成されていました。 13.8秒後、気温は30億ケルビンに下がり、3分45秒後には10億ケルビンに下がりました。 この時点で、中性子と陽子はヘリウム原子核を形成し始めました。 最初の原子はビッグバンから70万年後まで形成されませんでした。 その時までに、温度は数千ケルビンに下がり、陽子と電子が水素原子を形成するのに十分な温度になりました。

そもそもビッグバン理論の発展につながった宇宙が膨張しているというハッブルの発見に加えて、理論を受け入れる理由は他に2つあります。 一つは、ビッグバンの時に形成されたヘリウムが宇宙の質量の25パーセントを占めるはずであると予測しているということです。これは天体物理学者が観察していることです。 もう1つは、宇宙のバックグラウンド放射の温度が予測されることです。 ビッグバンの残光-絶対零度より3度上でなければならず、観測も これを確認しました。