宇宙混沌初开，太阳系简史，大爆炸后的宇宙演化

混沌初开的宇宙与我们今日所见的样子大为不同，那时，别说星系、恒星、行星和小行星，就连原子也没有。大爆炸后的宇宙最开始只是一团由亚原子粒子、带正电的质子、带负电的电子和中性的中子组成的旋涡云团。这些粒子以超高速在宇宙中横冲直撞，不断地对撞形成新的粒子。某些亚原子粒子不断地产生光子这种电磁辐射粒子，但又被其他粒子迅速吸收而消失。

这时的宇宙也在不断变化，它正在急剧膨胀和冷却。在大爆炸之后的第一秒，随着越来越多原始粒子相互对撞，质子相对于中子和电子的数量逐渐形成一定的比例。中子比质子重且较不稳定，因此更不容易形成，约7个质子形成后才会有一个中子出现。由于电性相反的电子和质子的数量相同，所以宇宙总体上呈电中性。

等到宇宙的温度稍微降低一点儿后，相互碰撞的质子和中子在强核力的吸引下结合到一起，它们的结合体以及剩余的质子最终形成了原子核。由于电子远比质子和中子轻，所以它的运行速度更快，快到无法在这个阶段与质子和中子进行深度接触。

最初形成的原子核在受到能量强大的质子撞击后，几乎马上被打回原形。它们就这样以极快的速度分分合合，每次总会回到附近的质子和中子旋涡云团。大约在宇宙大爆炸后的3分钟，宇宙已经冷却到一定程度，这时质子无法再撞裂原子核，于是后者开始变大。氘核是质子和中子结合得到的最初产物，它由两个粒子组成，即一个质子和一个中子。随后氘核不断吸引更多质子和中子成为更大的原子核。由于含有质子，所有原子核均带正电荷，这使得原子核之间存在着强大的斥力。然而，强大的撞击最终还是克服了斥力，使原子核紧靠在一起，短程的核力再次将质子和中子吸引到一起。

有些原子核要比其他原子核更稳定一些。质子数为偶数的原子核比质子数为奇数的原子核更趋于稳定，这点可以用于解释图6-1中的弯折曲线。更好的稳定性意味着更容易形成，并且在面临撞击破坏时具有更强的抵御能力。氦-4的原子核（也叫作α粒子）由两个质子和两个中子组成，它的性质非常稳定。几乎所有中子都会很快与相等数量的质子先构成α粒子，这一过程后剩下大量质子。α粒子中每加入一个质子，它的稳定性都将大打折扣，同样，两个α粒子的结合也会大大影响它们的稳定性。因此，这种情况下原子核几乎会停止增长，除非合成后的质子数和中子数总和刚好为6或7。(www.xing528.com)

短短几分钟后，宇宙的温度已经大大降低，带正电荷的原子核再也无法克服彼此间的斥力而结合，所有核反应到此为止。此时，未与中子结合的质子占宇宙总质量的3/4左右，a粒子则占了剩下的1/4的绝大部分，另外还有少量的氘核和氦-3核（只含有一个中子）。只有极少量的物质存在于比α粒子更大的原子核中。

接下来的数十万年中，电子仍然置身宇宙演化之外，它的运行速度依然很快，无法与原子核密切接触。大约40万年后，宇宙的温度已经降低到几千摄氏度。此时，带正电荷的原子核终于得以和带负电荷的电子会合，使整体呈电中性。这些就是最早的原子。含有一个质子的原子成为氢，包括氘核所变成的氘，它又被称为“重氢”。而含有两个质子的原子，包括α粒子，则变成了氦。少数拥有三个质子的原子则成了锂。

初生的宇宙在很多方面确实很奇异，但从化学的角度来说，它非常单调。那时的宇宙只有三种元素存在，分别是氢、氦和锂。氦不与包括其本身在内的任何元素结合，而氢、锂与其他元素合成的化合物也非常有限。早期的宇宙既没有构成行星的铁或硅，和构成生物体的二氧化碳或氮，也没有供动物呼吸的氧气。这些元素要等到恒星诞生后才出现。