很多小伙伴比较关心最初的宇宙物质究竟是如何产生的?(宇宙的一切物质最初是怎么产生的原理)，本文带大家一起看看最初的宇宙物质究竟是如何产生的?(宇宙的一切物质最初是怎么产生的原理)。

网友提问：

宇宙的一切物质最初是怎么产生的？

优质回答：

谢邀请！

原创思想，我觉得物质是诱发出来的，因为宇宙是属于磁场感应性质的，而磁场的感应性，就是有着质量性的东西或是物质性的东西而存在着或是纠缠着的了。以及磁场性的这种感应性，就是一种运动性动态性质的，因此，就会演化出各种各样不同的物质出来了，而物质就是这样的出现了。但不知是不是这样的认为呢？而下面就交给砖家们继续的讨论吧！

其他网友观点

物质的最小单位

要了解这个问题，我们需要先了解一下，物质到底是如何构成的？

上初中的时候，老师会说，物质是由分子构成的，分子则是由原子构成的。原子内有电子和原子核，而原子核还能继续再分构成质子和中子。甚至上到高中也就大概讲到这么多。实际上，质子和中子也是可以再分的，比质子还要小的是夸克，三个夸克可以构成一个质子。不过，电子其实没办法再分了，因此，电子和夸克是基本粒子。

所以，当我们问宇宙中的物质从哪里来，实际上，我们可以把这个问题转化成构成物质的粒子是从哪里来，也就是夸克，电子，中子，质子这些粒子是如何来的。其实这些粒子都是形成于宇宙诞生之初的。那具体咋回事呢？

物质粒子的形成

根据普朗克卫星最新的观测数据，我们知道宇宙诞生于138亿年前，起源于一次大爆炸。大爆炸之后，宇宙的空间剧烈的膨胀，温度开始降低。

而早期的宇宙其实类似于一锅能量汤，内部充满了能量，而夸克，中微子这类的粒子也就是在这个时候形成的，但它们的形成机制目前我们还不得而知。那电子以及其他粒子呢？

我们都知道，粒子都有自己的反粒子，质子的反粒子就是反质子，电子的反粒子就是正电子。如果一个电子和一个正电子对撞，那就会发生湮灭，原本一对电子的质量等价于相对应的能量，最终以能量的形式释放出来。

（这里可以利用爱因斯坦的质能方程E=mc^2进行等价。）

而光子的反粒子就是它本身，如果一对光子对撞，在一般的条件下根本不会发生什么。但如果一堆光子所具有的的能量要大于一对正电子和电子所具有的的能量。（这里依旧是利用质能等价进行换算得到来比较。）只不过，这种高能的光子需要非常高的环境温度，就拿一对光子对撞产生一对电子来说，至少需要在60亿度左右才可以实现。而其他粒子的形成也类似于这样，只不过所需要的温度条件不太一样。

不过，这里也有一个问题，那就是光子对撞之后产生的是一对正反粒子。而每10亿对质子和反质子还会对撞，发生湮灭，同时释放出大量的能量，整个过程循环往复，唯一不同的就是，每10亿对还会留下一个质子（正物质），同样的，每十亿对正电子和电子的湮灭，还会留下一个电子，至于为什么会这样，现在还没有搞清楚。也正因为这个原因，我们现在的宇宙才是一个正物质主导的宇宙，如果没有10亿分之一的幸存者，可能宇宙中也就不会有物质粒子，也就不会有物质了。

说句题外话，如今宇宙中的物质粒子，都是10亿分之一的幸存者，而物质由粒子构成，也就是说，宇宙中的物质其实是10亿分之一的幸存者集合。

当这些物质粒子形成之后，宇宙由于还在继续膨胀，因此温度还在逐渐下降，此时的宇宙其实像一锅粒子汤，其中充满了各种粒子，比如：电子，光子，原子核等等。但是还没有原子结构。

后来，随着温度的继续降低，大概在宇宙大爆炸之后的38万年，也就是宇宙38万岁时，宇宙的温度降到了3000度左右，这之后原子核俘获了电子，形成了原子结构，而光子也摆脱了束缚，开始在宇宙中传播，这也就是宇宙大爆炸的余热，被我们称为宇宙微波背景辐射，目前我们还可以通过探测器观测到。

也就是说，从这个时候，宇宙中开始有了完整的原子结构，而原子后来构成了各类的天体。不过，此时的原子主要是氢原子和氦原子，原子序更大的元素原子（≤铁元素原子序数）其实是在恒星内核当中通过核聚变反应形成的，而大于铁元素原子序数的元素是通过超新星爆炸和中子星合并而形成的。而各种元素的原子就构成了如今地球上各种不同的物质。

其他网友观点

人们常说，你不可能空手套白狼，你不可能无中生有，这些话适用于生活中的大多数情况，也是我们所知的真理。但是并不适用于我们的物理宇宙。

我这里说的不仅仅是宇宙中的一小部分，而是整个我们所能认知到的宇宙。现在看一下你周围的一切，不管是你办公桌上的陈设物品，或者是地球上的生命奇迹，还是数十亿光年之外的宇宙中所能看到的一切，我们每个人都很好奇，这一切来源于哪里？宇宙真的是无中生有吗？要解答这个问题，我们首先要了解“无”的科学定义！

在科学中什么是“无”

几个世纪以来我们试图用科学的方法来回答这个问题。为了了解这一切的来源，我们首先要给“无”下一个科学的定义。现在我们知道，在宇宙中充满了物质、辐射和能量，如果我们把以上这三种东西都排除在外，创造一个完美的、寒冷的、孤立的真空，你认为真空中还剩下什么？是真正的“无”吗？在我们的意识里，这是肯定的！

根据广义相对论，我们知道质量或能量的存在，就会扭曲宇宙的时空结构，也就是说，如果我们想真正达到物质虚无的状态，我们的宇宙就什么都没有。

从理论上讲，理想的情况就是真实的虚无：没有辐射，没有能量，没有空间曲率。我们可以想象一个完全空无一物的空间，我们周围的时空没有曲率，而是完全平坦的。

这种“无”在我们宏观世界中是真正意义上的无，而我们目前的科学理论认为整个宇宙就是从这种虚无中诞生的。

如果我们将宇宙中的所有物质、能量和曲率移除，就只剩下一个空的时空。在大尺度上（这里的“大”意味着比质子等亚原子粒子大）时空确实看起来像我们上文中提到的平面网格。但是如果我们开始观察更小的尺度，这幅空的时空图景就不成立了。

在最小的物理尺度上（普朗克尺度）时空根本不是平的。空无一物的空间本身会振动和弯曲，在任何给定的时间内，看似空无一物的空间中其包含的能量存在根本的不确定性。

在非常小的尺度上，量子真空通过在非常短的时间内自发地产生成对的粒子和反粒子来表现出量子层面的基本不确定性。这不仅是理论上预测，也是实验性的事实。

我们可以人为地制造一个真空室，虽然这个真空室不是很完美，但足以探测到真空中自发产生的粒子-反粒子对的物理效应。

在一个真空室里面放两个平行的不带电的金属板，如果没有真空量子涨落，板块之间的力由万有引力决定。但是如果我们把两块板靠的足够近，就会发现真空波动会导致板块互相吸引！这种吸引力在本质上纯粹是量子涨落引起的，1948年以来我们已经探测到了这种效应，而且是绝对可靠的实验证据，这就是虚无的物理本质。现在，我们把真空量子涨落和时空膨胀结合起来！

一个充满量子涨落的真空和空间膨胀的结合会发生什么我们都知道宇宙在早期经历了暴涨阶段，宇宙空间呈现出指数膨胀，如果宇宙膨胀得足够快，真空量子涨落产生的虚拟粒子对可能会陷入膨胀的时空中，也就是说产生的虚拟粒子对还没来得及湮灭，就会被空间的暴涨分隔开来，不会再次湮灭，而是延伸到“空”时空中！

如果宇宙的早期存在于亚稳态或假真空状态，那么只要保持这种状态，量子涨落就在宇宙的各个尺度上被拉伸。

但宇宙暴涨这种状态不会永远持续下去；宇宙最终会处在一种更加稳定的状态。当这种情况发生时，也就是宇宙暴涨结束的时候，宇宙会从亚稳态向更稳定的状态转变的过程中自发地产生物质和能量，这个过程被称为宇宙再加热。

曾经延伸到整个宇宙的量子涨落，就变成了物质/能量最初比平均密度略高或略低的区域。

随着宇宙年龄的增长，在万有引力的作用下，在数百万乃至数十亿年的时间里，密度更大的区域不断增长，形成了今天充斥着我们的宇宙的恒星、星系和星团。

当宇宙发展到今天的时候，我们就看了到现在所处宇宙的模样。我们从无到有，这一切都来自于只包含量子真空能量的空时空，是“虚无”的真空创造了今天的宇宙，创造了数十亿个星系、恒星，以及我们所知道的一切。

我们所知道的一切正是来自虚无的真空

最令人惊奇的是我们现在看到的宇宙仍然在膨胀，而且空间中还包含了少量的真空能量。

这说明宇宙暴涨停止时，有一部分真空能量被锁定在了真空中，真空仍然有一个非零的基本能量。这种时空的基本结构，最终会随着恒星燃烧、死亡、星系分离、所有不稳定的粒子的衰变，会让宇宙在遥远的未来再次进入一个寒冷、平坦、空虚、膨胀的虚无状态。

因此整个宇宙来自于一种虚无的状态，而我们的宇宙最终也会返回到另外一种稍微不同的虚无状态。一切都从这个虚空中来，我们本身就是虚无。

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