第一部分
科技萬花筒係列叢書南極北極哪裏冷宇宙大爆炸時的初始溫度
如果僅憑想象，可能誰也想不出1032℃這樣高的溫度，也無法相信宇宙中會存在著這樣高的溫度。科學知識有時候會讓人覺得不可思議。
科學家們根據各種天文觀測結果以及利用超級粒子加速器和對撞機所進行的“宇宙之初”模擬實驗，最終提出並反複驗證了一種描繪宇宙起源和演化史的“大爆炸”理論，能夠讓我們透過漫長的宇宙發展曆程，回溯到宇宙“嬰兒時代”的場景。
根據這一理論，我們現在所看到的似乎無限寬廣遼闊的宇宙全部來自於一個比針尖還要小的初始原點，在大約137億年前，一股無比巨大的能量導致發生了一場人們難以想象的“大爆炸”，瞬時溫度達到約1億億億億℃(即1032℃)。巨大能量的一部分轉變為原始物質，飛向四麵八方，促使宇宙發生急速暴漲，引起強烈的引力波。由於能量非常高，這時3種基本相互作用還沒有區分，產生的粒子也沒有區別。
在“大爆炸”約10-34秒後，出現了誇克與反誇克、電子和正電子等數量相等的正物質與反物質，還出現了參與物質粒子間強相互作用的膠子等作用力粒子，可能還有一種“單磁極”粒子，由它們產生了弱相互作用和電磁相互作用。這些粒子混合在一起，形成類似液體狀態的熾熱而稠密的等離子體“湯”。
“大爆炸”約10-10秒後，宇宙溫度降低到約1萬億℃以下，此時出現了W子和Z子等專門傳遞弱相互作用的作用力粒子。正反物質大量湮滅，產生光子、中微子和反中微子等，但由於某種原因，導致正物質數量多於反物質，誇克之間開始通過膠子結合成質子和中子。
當“大爆炸”約1分鍾後，溫度降低到100億℃，質子和中子開始結合成原子核。由於宇宙溫度降低，各種粒子的運動速度減慢，彼此碰撞時不再相互轉化，此後宇宙中各種粒子的數量比例基本保持不變。
大約經過38萬年，宇宙的溫度降到約2300℃。這時電子和原子核結合成為原子，光子可以幾乎不受阻礙地在宇宙空間自由穿行，電磁輻射也可相對自由地傳播，宇宙因此而脫離了混沌狀態，變得透明，出現了最早的電磁輻射。
隨著時間的流逝，當宇宙的溫度降到幾百攝氏度時，宇宙間主要是氣態物質。在幾乎是均勻分布的物質空間中，密度稍微大一點兒的區域通過引力作用吸引附近的物質，從而變得密度更大，並逐漸凝聚成氣體雲。它們在引力的作用下逐漸發展成星雲，再進一步形成星係、星團、恒星、行星……直到我們今天看到的星空世界。宇宙現在的平均溫度已降到零下27015℃。但實際上各處的溫度差異很大，一些巨大恒星的表麵溫度達數萬攝氏度，星係核等處的溫度更高。
大爆炸後時間與溫度演變歐洲大型正負電子對
撞機的最大能量粒子加速器是高能物理學研究必不可少的實驗設備。要想了解微觀世界，發現新的基本粒子，必須借助具有很高能量的加速器才能打開原子核，克服束縛其內部基本組分的強相互作用力。
目前世界各國研究機構有許多大型粒子加速器。但能量極高、體積龐大、設備複雜的巨型粒子加速器隻有幾台，包括位於歐洲核子研究中心的大型正負電子對撞機、美國斯坦福直線加速器中心的斯坦福直線對撞機、美國芝加哥費米國家實驗室的質子-反質子對撞機、德國漢堡電子同步加速器研究所的電子-質子對撞機、美國能源部所屬布魯克海文國家實驗室的相對論重粒子對撞機，以及日本高能加速器研究組織的強流質子加速器等。