宇宙大爆炸经过3分46秒,宇宙的温度为多少K? 宇宙大爆炸经过3分46秒，宇宙的温度为多少K
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宇宙大爆炸的描述
在给出具体的描述以前，先了解一下现时的地球和宇宙的温度与密度具有重要的参照作用。地球的平均密度为5×103kg／m3，温度为300K；宇宙现时的平均密度估计为10-27kg／me3，温度为3K。
大爆炸宇宙模型给出的关于宇宙诞生以后的延续过程大致如下：
起点──宇宙大爆炸开始于一个奇点，一个约140亿年前爆炸的 “原始火球”，它的起始时间为0。它有无限高的温度和无限大的密度。目前还不能用已知的数学和物理的规律说明当时的情况。时间从此爆炸开始，空间也从此急剧膨胀扩大。
普郎克时代──时间10-43秒，密度是1093kg/m3，温度降到1032K。这时的宇宙极其简单而对称，只有时间、空间和真空场。
大统一时代──时间10-35秒，温度降到1028K，宇宙发生了一次暴涨，其直径在10-32秒的时间内增大了1050倍。暴涨引起了数目惊人的粒子的产生，这时虽然引力已从统一的力分离出来，但由于能量过高，强力、弱力和电磁力都还未分开，产生的粒子也没有区分。这一时期重子数不守恒的过程大量进行，造成重子略多于反重子，其后温度降低，等数目的重子和反重子相遇湮灭，就留下了只有中子和质子而几乎看不到反重子的不对称的现时的宇宙。
强子时代──时间10-6秒，温度为1014K；
轻子时代──时间10-2秒，温度为1012K；
这期间，强作用、弱作用和电磁作用逐渐区分开。宇宙中出现了各种粒子，包括现今各种高能加速器中产生的那些粒子。由于温度很高（1010K以上），各个粒子的生存时间都是极短的，它们通过相互碰撞而相互转化，原子这时还不可能形成。
辐射时代──时间1—10秒，温度降至约1010—5´109K，质子和反质子、电子和正电子相遇时湮灭，从而产生了大量的光子、中微子以及反中微子，基本粒子开始结合成原子核，能量以光子辐射的形式出现(人们探索微观世界和宇宙结构的努力在这里会合)；
氦形成时代──时间3分钟，温度降至约109K，直径膨胀到约1光年大小，有近三成物质合成为氦，核反应消失；半小时后，有质量的粒子数和光子数的比约达到了10-9，辐射密度仍然大于物质密度。
粒子数丰度稳定时代──半小时后，温度降低到108K，各种粒子在相互碰撞中因能量不足已不能相互转化（少量的湮灭除外）。因此，从这时起,宇宙中各种粒子数的丰度就趋于稳定，如表A所示。从表A可以看出，大爆炸半小时后，宇宙是光子的海洋。由于这时温度仍然很高，光子有足够的能量击碎任何短暂形成的原子，把后者的电子剥去，所以当时没有可能出现原子。
进入物质时代──时间1000—2000年，温度降至约105K，物质密度开始大于辐射密度。由于宇宙的膨胀，光子到达任何一点（例如一个刚刚形成的原子）时都将因退行引起的多普勒效应而使其波长增大而能量减小，由于退行速度随宇宙的膨胀而逐渐增大，这些光子的波长也就不断增大而能量不断减小。
物质从背景辐射中透明出来──时间105年，温度降至约5000K，物质温度开始低于辐射温度，最重和最轻的基本粒子数的比值保持恒定。大约经过一百万年，由爆炸初期产生的光子的能量就降到了不足以击碎原子甚至激发原子的程度，宇宙这时就进入了光子和原子相互分离的退耦时代，即宇宙变成了透明的，温度大约降为3000K。从这时开始，原子开始形成，但也只能产生较轻的元素。至于较重的元素，那是在星系、恒星形成后，在恒星内部形成的，恒星形成后，各恒星内部产生了各自不同的温度。超过铁的更重元素则是在超新星爆发或星系的碰撞、爆发中形成的。
星系形成──时间108年，辐射温度降至约100K，物质温度为1K；
类星体、恒星、行星及生命先后出现──时间109年，温度降至约12K，太空逐渐形成我们后来观测到的情景；
目前阶段──时间1010年，辐射温度降至约3K，星系物质温度约105K。
表4-A 半小时后宇宙中各种粒子的相对丰度（按粒子数计）
粒子种类
半小时后的相对丰度
（理论计算值）
现时太阳系和类星体中的
相对丰度
质子
1
1
电子
1.16
1.16
氦核
0.08
0.08
碳核
1.6×10-6
3.7×10-4
氮核
4×10-7
1.15×10-4
氧核
4×10-8
6.7×10-4
氖核
1.8×10-10
1.1×10-4
钠和其它重核
2.5×10-9
2.2×10-4
光子
1×109
中微子和反中微子
0.82×109
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可算是找到了。在史蒂文·温伯格的《宇宙的最初三分钟》里面。
摘录如下：
“在每个核粒子具有10亿个光子的情况下，核合成将在9亿开氏度（0.9×10^9 K）的温度上开始。此时，自第一个画面以来，已过去了三分四十六秒。”
在大爆炸发生3分46秒时，宇宙的温度是9亿开氏度（0.9×10^9 K）。
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