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科学家想象，在第一秒的10-27 的时刻，宇宙以极快的速度膨胀。天文学家称这一时期为“暴胀期“。10-27 秒之后，早期宇宙膨胀到今天银河系的大小。

仍然在“第一秒“内的时间，宇宙的膨胀速度开始下降，四种基本力出现了。它们分别是引力、电磁力（包括电力、磁力和各种形式的光），以及其他两种只在原子内部起作用的力（强力和弱力）。名为“玻色子“的粒子，携带其中的后三种力。

（至今尚没有发现携带引力的粒子。人们推测存在一种带引力的粒子，而且名字已经给它取好了，叫作“引力子“（graviton）。物理学家希望某一天能够发现这种粒子，但迄今为止，他们还无法对引力做出令人满意的解释。）

另外，某种未知的能量对婴儿期宇宙的向外扩张起到了作用。1999年，天文学家意识到，这种能量一定存在，因为他们发现，在几十亿年的时间里，宇宙的膨胀速度一直在加快。这种能量看似是某种“反引力“，它对抗引力，推着宇宙向外扩张。天文学家把这种假说中的能量称为“暗能量“，因为天文学家只能通过它产生的影响检测到它，但并不知道它到底是什么。他们认为暗能量占据了宇宙中质能总量的70%左右。

仍然是在“第一秒“内，随着空间膨胀和宇宙冷却，能量凝结成了第一批物质。最小的粒子是夸克、轻子及其他粒子。依然是在“第一秒“内，夸克形成了质子和中子。（参见下一部分）

如果这些都还不够奇怪的话，那么在宇宙的第一秒之内，还发生了比这更为奇异的事情：就在最早的物质粒子在极度高温中快速旋转时，相同数量的反粒子出现了。这些反粒子与粒子一模一样，只是电荷相反。

反粒子与粒子相撞，彼此湮灭。二者都变成电磁辐射，产生的光子则带着能量远去。就在第一秒之内，粒子与反粒子的数量几乎均等，但在大湮灭事件之后，剩下了一些粒子。据科学家估计，平均每10亿对撞的粒子和反粒子之中，会有一个粒子留存下来。那么为什么宇宙中的粒子会比反粒子多呢？这是物理学界尚未解开的谜团。然而也正是那些留存下来的粒子，后来构成了宇宙中的万物。

另外，或许还存在一种物质，科学家称其为“暗物质“，因为它不会与光发生相互作用。天文学家认为暗物质是存在的，因为恒星和星系的运动方式无法用可见物质的引力解释。暗物质大概是在宇宙形成的第一秒内形成的，但无人可以确定这一点。据估计暗物质构成了宇宙质能总量的25%。而已知的物质，也就是普通的、原子或者重子构成的物质，占据了5%。

接下来的20分钟

大爆炸约3分钟后，温度已经冷却得足够了，质子和中子开始结合，形成原子核。此时尚没有原子，只是质子和中子结合在一起，还没有电子环绕在外。

温度还是太高，质子和电子依然不能结合形成原子。原子是由质子和中子组成原子核，加上绕核运动的电子构成的。（了解更多细节请参考下一节。）此时，宇宙呈现一种气体的状态，叫作等离子态，这种状态持续了大约30万年。新生物质的粒子（质子、中子和电子），在不断碰撞爆发的能量中跃动，而这种能量是由带正电荷的质子、带负电荷的电子和光的相互作用产生的。在这一锅粥中，光子无法逃脱。它们与带电荷的粒子，尤其是电子交织在一起，无法自由移动。

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