宇宙在反物质消失时是什么样的？( 二 ) _小知识

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可是在炽热、致密的早期宇宙中，弱彼此感化起到的第二个感化是使质子和中子彼此转化为彼此。只要宇宙布满足够的能量，这就会发生一些自觉的反映：

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在上述方程中， p为质子， n为中子， e-为电子， e+为正电子（反电子）， νe为电子中微子， νe上方加一横的字母暗示反电子中微子。
只要温度和密度足够高，所有这些反映都是自觉的，而且具有不异的速度。弱彼此感化仍然很主要；有足够的物质和反物质经常发生反映；有足够的能量从较低质量的质子中缔造出更高质量的中子。
在宇宙年夜爆炸之后的第一个完整1秒内，一切都处于均衡状况，宇宙中的质子和中子肆意彼此转化。

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但在这个宇宙中，很少有工具注定会永远持续下去，包罗这些彼此转化过程。可巧改变这些现象的第一年夜主要事务是宇宙正在冷却。跟着空间膨胀，宇宙温度从几万亿度降至几十亿度，年夜大都中子与正电子或电子中微子发生碰撞之后，仍然可以发生质子；但年夜大都质子与电子或反电子中微子发生碰撞之后，不再有足够的能量来发生中子。
要知道，尽管质子和中子的质量几乎不异，但中子的质量略高，比质子重0.14% 。这意味着，当宇宙的平均能量（E）低于质子和中子之间的质量差（Δm）时，把中子转化为质子比质子转化为中子更轻易。

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在宇宙年夜爆炸后的一秒，质子就起头支配中子。但在那一刻，又有两起事务接连发生，这永远改变了宇宙的历程。第一路是弱彼此感化掉去效应，使得质子-中子遏制互相转化。
这些彼此转化的发生需要中微子在必然频率下与质子和中子彼此感化，只要宇宙足够热，密度足够年夜就行。当宇宙变得足够冷和稀少之时，中微子（和反中微子）不再彼此感化，这意味着这些中微子和反中微子不再会与宇宙中的其他工具互相感化，它们此刻应该仍然存在，其温度约为1.95开氏度（零下271.20摄氏度），这就是理论预言中的宇宙中微子布景辐射。

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【宇宙在反物质消失时是什么样的？】另一方面，此时宇宙中仍然布满能量，两个光子的碰撞可以发生正负电子对，而且电子-正电子对也会湮灭当作两个光子。这种环境一向持续到宇宙降生之后三秒，这意味着所有的物质-反物质能量都被束厄局促在电子和正电子中，当它们湮灭时，它们就会完全改变为光子。
这意味着残剩光子布景（即现现在的宇宙微波布景）的温度应该切确地（11/4）比中微子布景的温度高了40% ，所以宇宙微波布景的温度是2.73开氏度，而不是1.95开氏度。这恰是今朝的不雅测成果，与宇宙年夜爆炸理论的预言完美合适。

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在1992年，美国宇航局（NASA）的COBE卫星初次发布数据，人类第一次测量了宇宙微波布景的温度。但中微子布景以一种很是微妙的体例留下陈迹，直到2015年才被发现。当它最终被发现时，科学家注重到宇宙微波布景辐射的涨落中有一个相移，这使得科学家可以或许确定，宇宙中微子布景的温度为1.96±0.02开氏度，这又与宇宙年夜爆炸理论的展望完全一致。