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198 世 界学 Shi Jie Xue

五、物质生成的条件和方式

（一）宇宙源于无限的大爆炸

许多天文学家都赞成宇宙大爆炸的理论，瞬间宇宙物质和时间空间的形成符合
宇宙形成的过程，尽管还有许多无法解释的问题，只是因为还没有更好的理论，把
宇宙的成因说得更好。
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人们想象，刚刚诞生的宇宙，空间从无到有并急剧猛增，仅仅 10 s 后，就暴
涨到大约 1 光年的直径。在 1 秒钟时，由于大爆炸产生的极强高能辐射均匀地充满

整个空间，宇宙成为100亿K高温的熔炉，所有物质被熬成一锅基本粒子汤。紧接着，
一场肆虐的原始宇宙风暴开始了，基本粒子之间发生猛烈撞击，中子熔质子形成了
氦核。这个过程延续了大约 3min，直至所有的中子消耗殆尽为止。有约 22% 质量

的物质聚合成氦核，余下的物质几乎为没有聚合的质子，即氢核，仅有十万分之几
属于同位素氦 3 和氘，百亿分之几归之于锂。原始星云形成。

当大质量恒星突然变得无法支撑核心维持抵抗自身的引力，会经历核心崩溃；
这是除了 Ia 超新星之外，其他所有类型的超新星形成的原因。这种崩溃的结果会

导致恒星的外层剧烈爆炸，成为超新星。超新星运行过程中还会再发生爆炸。
白矮星可能从伴侣恒星吸积到足够的质量，使核心的温度提高至足够点燃碳融

合，此时它会发生失控完全破坏了它。这种爆炸在理论上有三种途径可以发生：从
伴星稳定的吸积质量，两颗白矮星的碰撞，或是在吸积的壳层点火，然后引燃。
如果一颗碳 - 氧白矮星吸积到足够的质量，达到钱德拉塞卡极限的大约 1.44 太

阳质量（M ☉）（对不自转的恒星），它将不再能以电子简并压力支撑其巨大的
等离子体，并且开始坍缩。然而，看法是通常尚未达到这个极限，已经获得足够高

的温度和密度，可以在核心引燃碳融合。通常在接近极限之前（大约接近至 1%），
就已经坍缩了。

在几秒钟内，白矮星相当大一部分的物质会发生核聚变，释放出足够的能量
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（1~2×10 J），解除恒星的束缚，发生超新星爆炸。产生向外膨胀的激波与物质
达到 5000~20000km/s，或大约 3% 光速的速度。同时亮度也大幅的增加，绝对星等
可以达到 -19.3 等（或比太阳亮 5 亿倍），而且只有少量的变异。
类似以上的宇宙里面的爆炸，看起来是破坏性的，一颗星球炸掉了。但是这些