우주의 팽창이 가속되는 이유에 대한 설명은 아직 명확하지 않습니다. 그것은 종종 우주에 스며드는 미지의 에너지 형태인 ‘암흑 에너지’에 기인합니다. 질량-에너지 등가에 기초하여 암흑 에너지 밀도(~7×10-30g/cm3)는 은하의 정상 또는 암흑 물질 밀도보다 훨씬 적습니다. 그러나 현 암흑에너지 시대에는 우주 전체에 걸쳐 균일하기 때문에 우주의 질량에너지를 지배한다.
제안된 암흑 에너지의 두 가지 형태는 우주 상수, 특정 에너지 밀도로 균일하게 충전된 공간, 에너지 밀도가 시간과 공간에 따라 달라질 수 있는 Quentes 또는 moduli와 같은 스칼라 필드입니다. 공간에서 일정한 스칼라 필드의 기여도 일반적으로 우주 상수에 포함됩니다. 우주 상수는 진공 에너지에 해당하도록 공식화할 수 있습니다. 스칼라 장은 공간적 비균질성이 약간만 있기 때문에 우주 상수와 구별하기 어렵습니다.
일반적인 물질
우주 질량 에너지의 나머지 4.9%는 원자, 이온, 전자 및 이들이 형성하는 물체와 같은 일반 물질입니다. 이 물질에는 우리가 은하계에서 볼 수 있는 거의 모든 빛을 생성하는 별, 은하간 매체 또는 행성, 그리고 우리가 일상 생활에서 충돌하거나 만지거나 좁힐 수 있는 모든 물체가 포함됩니다. 사실, 우주에 있는 대부분의 정상적인 물질은 보이지 않습니다. 이것은 은하 또는 은하단 내의 눈에 보이는 별이나 가스가 우주에서 일반 물질의 질량 에너지 밀도의 10% 미만을 차지하기 때문입니다.
일반 물질은 일반적으로 고체, 액체, 기체 및 플라즈마의 네 가지 상태(또는 위상)로 존재합니다. 그러나 실험 기술의 발전으로 보스 아인슈타인 응축물. 페르미온 응축물과 같은 다른 이론상이 밝혀졌습니다.
일반적인 물질은 쿼크와 경입자라는 두 가지 유형의 기본 입자로 구성됩니다. 예를 들어, 양성자는 업 쿼크 2개와 다운 쿼크 1개로 구성되어 있고, 중성자는 다운 쿼크 2개와 업 쿼크 1개로 구성되어 있다면 전자는 일종의 경입자입니다. 원자는 양성자와 중성자로 구성된 핵과 핵 주위를 도는 전자로 구성됩니다. 1476 원자량의 대부분은 무거운 입자로 구성된 원자핵에 집중되어 있기 때문에 천문학자들은 보통의 물질을 설명하기 위해 바리온 물질이라는 용어를 자주 사용합니다.
빅뱅 직후 초기 우주의 쿼크-글루온 플라즈마에서 원시 양성자와 중성자가 형성되었고 2조도 미만으로 냉각되었습니다. 몇 분 후, 빅뱅의 핵합성으로 알려진 과정에서 원시 양성자와 중성자로부터 핵이 형성됩니다. 핵합성으로 알려진 이 과정에서 핵은 원시 양성자와 중성자로 형성됩니다. 이 핵합성은 리튬보다 가벼운 원소와 베릴 비율까지 더 작은 원자 번호를 가진 원소를 형성했지만, 이 시점에서 약간의 붕소가 형성되었지만 다음으로 무거운 원소인 탄소는 그렇게 많이 형성되지 않았을 가능성이 있습니다. 빅뱅의 핵합성은 팽창하는 우주의 온도와 밀도가 급격히 떨어지기 때문에 약 20분 후에 중단되었습니다. 더 무거운 원소의 나중에 형성은 별의 핵합성과 초신성 핵합성에 의해 발생했습니다.
입자
정상적인 물질과 그것에 작용하는 힘은 기본 입자로 설명할 수 있습니다. 이러한 입자는 하위 구조를 알 수 없으며 더 작고 더 많은 기본 입자로 구성되어 있는지 여부가 불분명하기 때문에 기본 입자로 설명될 수 있습니다.
모든 기본 입자는 현재 양자 역학에 의해 가장 잘 설명되며 파동 입자의 이중성을 보여줍니다. 그것의 행동은 입자와 같은 측면과 파동과 같은 측면을 모두 가지고 있으며 다른 특성이 다른 상황에서 우세합니다. 가장 중요한 것은 전자 상호 작용과 약하고 강한 핵 상호 작용의 이론인 표준 모델입니다. 표준 모델은 물질을 구성하는 입자의 존재에 대한 실험적 확인으로 뒷받침됩니다. 쿼크와 경입자 및 이에 상응하는 “반물질” 이중체와 광자, 상호 작용을 매개하는 힘 입자, W와 Z의 보손, 글루온. 표준 모델은 최근에 발견된 힉스 입자의 존재를 예측했습니다. Higgs boson은 입자 질량을 줄 수 있는 공간의 필드 모양입니다. 광범위한 실험 결과를 성공적으로 설명했기 때문에 표준 모델은 ‘거의 모든 이론’으로 간주될 수 있습니다. 그러나 표준 모델은 중력을 받아들이지 않습니다. 진정한 힘-입자-모든 것의 이론-은 달성되지 않았습니다.
하드론
하드론은 강한 힘에 의해 결합된 쿼크로 구성된 복합 입자입니다. 하드론은 두 종류로 분류됩니다. 그들은 3개의 쿼크로 구성된 중입자(예: 양성자 또는 중성자)와 1개의 쿼크와 1개의 고대 아크로 구성된 중간자(예: 파이온)입니다. 하드론 중에서 양성자는 안정적이고 원자핵에 결합된 중성자는 안정적입니다. 다른 하드론은 정상적인 조건에서 불안정하므로 현대 우주에서는 중요하지 않습니다. 빅뱅 후 약 10-6초 후인 하드론 시대로 알려진 기간 동안 우주의 온도는 쿼크가 하드론에 결합할 수 있을 만큼 충분히 높았고 우주의 질량은 하드론이 지배했습니다. 초기 온도는 하드론-안티하드론 쌍이 형성될 수 있을 만큼 충분히 높았고, 물질과 반물질은 열적 평형 상태를 유지했습니다. 그러나 우주의 온도가 계속 낮아짐에 따라 하드론-안티하드론 쌍은 더 이상 생성되지 않았습니다. 대부분의 하드론과 안티-하드론은 입자-반입자 소멸로 제거되어 우주가 1초 정도 되었을 때 작은 하드론 잔해를 남겼습니다.
렙톤
Lepton은 강한 상호 작용을 거치지 않지만 Pauli Exclusion Principle의 적용을 받는 기본 반정수 스핀 입자입니다. 동일한 종의 두 경입자는 동시에 정확히 동일한 상태에 있을 수 없습니다. 두 가지 주요 렙톤 클래스가 있습니다. 하전된 경입자(전자 양성 경입자라고도 함) 및 중성 경입자(중성미자로 더 잘 알려짐). 전자는 안정적이고 우주에서 가장 잘 알려진 하전 경입자이지만 무옹가 타우스는 우주선이나 입자 가속기와 같은 고에너지 충돌에서 생성된 후 빠르게 붕괴하는 불안정한 입자입니다. 하전된 경입자는 다른 입자와 결합하여 원자 또는 포지트로늄과 같은 다양한 복합 입자를 형성할 수 있습니다. 전자는 원자에 존재하고 모든 화학적 특성과 직접적으로 관련되기 때문에 거의 모든 화학적 특성을 지배합니다. 뉴트리노는 어떤 것과도 거의 상호 작용하지 않으므로 결과적으로 거의 관찰되지 않습니다. Mesolithiacs는 우주 전체에 흐르지만 정상적인 물질과 거의 상호 작용하지 않습니다.
렙톤 시대는 렙톤이 우주 질량을 지배하던 초기 우주 진화의 시대였습니다. 그것은 빅뱅 이후 약 1초 후에 시작되었고, 대부분의 하드론과 반하드론이 하드론 시대 말에 서로를 소멸시킨 후에 시작되었습니다. 렙톤 시대 동안 우주의 온도는 렙톤-항렙톤 쌍을 만들 정도로 높았고, 렙톤과 반렙톤은 열적 평형 상태에 있었습니다. 빅뱅 후 약 10초 후에 우주의 온도는 경입자/안틸렙톤 쌍이 형성되지 않을 때까지 냉각되었습니다. 그 후, 대부분의 경입자와 항경련암은 전멸 반응으로 제거되어 약간의 경입자만 남게 됩니다. 우리가 다음 광자 시대에 들어서면서 우주의 질량은 광자가 지배했습니다.