1、一、天球和天球坐标系星空揽胜天文基础知识 天天 球球 以任意点为球心，任意长为半径，为以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进的一个与研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。人们直观感觉相符的假想圆球。特点：特点：1 1、与直观感觉相符的科学抽象、与直观感觉相符的科学抽象2 2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影3 3、天球上任意两天体的距离用其角距表示、天球上任意两天体的距离用其角距表示4 4、地面上两平行方向指向天球同一点、地面上两平行方向指向天球同一点5 5、任意点为球心、任意点为球心黄道与黄极黄道：
2、过天球中心做一与地球公转轨道平面平行的平面为黄道面，与天球相交的大圆为黄道。黄极：黄道所对应的两个极点。 黄赤交角：黄道与赤道的交角。230.5二分点、二至点二分点： 黄道与天赤道的两个交点。 春分点；秋分点二至点： 黄道上与二分点相距900的另两个点。 夏至点；冬至点天球观测应用天球观测应用1、周日视运动 地球的自转 天体的周日视运动 太阳自东向西在周日平行圈上每日运行一周 所有天体的东升西落。2 2、周年视运动、周年视运动 地球的公转地球的公转 天体的周年视运动天体的周年视运动 太阳太阳自西向东在黄道上每年运行一周自西向东在黄道上每年运行一周 造成四季造成四季星空的不同。星空的不同。日期：
3、 3月21日 4月20日 5月21日 6月22日 7月23日 8月23日 9月23日 太阳经过： 白羊座 | 金牛座 | 双子座 | 巨蟹座 | 狮子座 | 室女座-日期： 9月23日 10月23日 11月22日 12月22日 1月20日 2月18日3月21日 太阳经过： 天秤座 | 天蝎座 | 人马座 | 摩羯座 | 宝瓶座 | 双鱼座 你属于什么星座？你可知道你所属的星座在天空的哪个方向？古代西你属于什么星座？你可知道你所属的星座在天空的哪个方向？古代西方的星占学家把每个人出生时太阳所在的星座定为他的所属星座，而太方的星占学家把每个人出生时太阳所在的星座定为他的所属星座，而太阳在黄道上运行
4、，每年正好穿过阳在黄道上运行，每年正好穿过1212个星座，这样每月就有了一个星座，个星座，这样每月就有了一个星座，这就是大家这就是大家 熟悉的熟悉的“黄道十二宫黄道十二宫”。 不过，这一切已是两千多年前的事了。经过两千多年，十二星座的日期不过，这一切已是两千多年前的事了。经过两千多年，十二星座的日期与天象已不吻合。由于地轴以两万六千年的周期摆动，黄道在天空的位与天象已不吻合。由于地轴以两万六千年的周期摆动，黄道在天空的位置亦因此出现变动。结果，事隔两千多年，太阳到达某一星座的时间便置亦因此出现变动。结果，事隔两千多年，太阳到达某一星座的时间便会推迟约一个月。此外，黄道现在不只跨过十二个星座，还
5、跨过十三个会推迟约一个月。此外，黄道现在不只跨过十二个星座，还跨过十三个星座星座蛇夫座。蛇夫座。 尽管如此，现在的人们还是乐于接受传统的尽管如此，现在的人们还是乐于接受传统的“黄道黄道 十二宫十二宫”的说法。的说法。 星 座 与 您2121世纪我国日食时间表（浙江）世纪我国日食时间表（浙江）20022002年年6 6月月1111日，日环食，中国只能看见日偏食日，日环食，中国只能看见日偏食。20072007年年3 3月月1919日，日偏食，中国各地可见偏食。日，日偏食，中国各地可见偏食。20082008年年8 8月月1 1日，日全食，日，日全食， 可见偏食。可见偏食。20092009年年7 7月
6、月2222日，日全食，浙江北部全食。日，日全食，浙江北部全食。20122012年年5 5月月2121日，日环食，浙江地区可见偏食。日，日环食，浙江地区可见偏食。20162016年年3 3月月9 9日，日全食，日，日全食， 浙江可见日偏食。浙江可见日偏食。20182018年年8 8月月1111日，日偏食，日，日偏食， 浙江可见偏食。浙江可见偏食。20192019年年1 1月月6 6日，日偏食。日，日偏食。 浙江可见偏食。浙江可见偏食。20192019年年1212月月2626日，日环食，全国可见日偏食。日，日环食，全国可见日偏食。20202020年年6 6月月2121日，日环食，浙江可见日偏食。日
7、，日环食，浙江可见日偏食。20232023年年4 4月月2020日，日全环食。日，日全环食。20302030年年6 6月月1 1日，日环食，浙江可见日偏食。日，日环食，浙江可见日偏食。20312031年年5 5月月2121日，日环食，浙江可见日偏食。日，日环食，浙江可见日偏食。20962096年年5 5月月2222日，日全食。浙江可见日偏食。日，日全食。浙江可见日偏食。20962096年年1111月月1515日，日环食。浙江可见偏食。日，日环食。浙江可见偏食。3、日食、日食3 3、月月食食月食表日期类型初亏时分 食既时分 食甚时分 生光时分 复圆时分食分2000.07.16全19:5721:0
8、221:5522:4923:531.772001.01.10全2:423:494:204:515:591.192001.07.05偏21:3522:560:160.502004.05.05全2:493:524:305:086:121.312005.10.17偏19:3420:0320:320.072007.03.04全5:296:437:207:579:111.242007.08.28全16:5017:5118:3719:2220:231.482008.08.17偏3:355:106:440.812010.01.01偏2:513:233:540.082010.06.26偏18:1619:382
9、1:000.542011.06.16全2:213:214:115:026:011.712011.12.10全20:4522:0522:3122:570:181.112012.06.04偏17:5919:0320:060.382013.04.26偏3:514:084:250.022014.10.08全17:1318:2318:5319:2320:331.172015.04.04全18:5519:5520:0020:0521:451.002017.08.08偏1:212:203:180.252018.01.31全19:4720:5021:2922:0723:101.322018.07.28全2:2
10、33:294:235:136:181.613 3、流流星星雨雨 2013年11月18日早晨5时40分左右，有着“流星雨之王”称号的狮子座流星雨将有一次大爆发，届时每小时可能有300颗左右的流星划过夜空。据专家介绍，在18日5时44分和5时51分，将出现两个流星暴雨级别的流量峰值，最大天顶流量将分别达每小时950颗和每小时600颗左右，甚至有可能上千。我国的甘肃、西藏、新疆、青海等地观测条件最佳。全国各地都可以看到流星，而在北京地区流星雨最佳观测时间是在18日凌晨2时至5时之间。 目前天文学上使用的星座可以追溯至五千年前，在美索不达米亚居住的加尔迪雅人牧羊为生，他们眺望星辰时，将其与动物联系起来
11、，开始有了星座。到了西元前二世纪，亚里山德里亚的著名天文学家托勒密整理出了48个星座，这些星座在欧洲一直沿用至15世纪。随着大航海时代的到来，托勒密星座到了南半球就不够用了。16世纪后，陆续有人开始增添星座，结果造成了星座的混乱。直到一九二八年，国际天文联合会决定把全天划分为88个星座，每一星座可由其中亮星的特殊分布而辨认出来，其界线是根据1857年经纬线精确划定的。二、星座与四季星空二、星座与四季星空天文四季： 3月5月春季 6月8月夏季 9月11月秋季 12月次年2月冬季朦胧的春夜星空3月5月 晚8点10点的星空像古人一样，把亮星用线连起来神话中的星座找北极星的方法春、夏季用北斗七星找北极
12、星方便斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。鹖冠子环流篇春季大三角：牧夫座，室女座，狮子座；春季大曲线：斗柄四星（摇光）、大角、角宿一、乌鸦座（四边形）5月 22时热闹的夏夜星空 6月8月 晚8点10的星空夏季大三角银河：北偏东到南偏西夏季大三角：织女星（天琴座），牛郎星（天鹰座）、天津四（天鹅座）南斗六星（人马座）和谐的秋夜星空9月11月晚8点10点的星空王族的星空：飞马座、仙女座、仙后座、仙王座、英仙座等璀璨的冬夜星空12月次年2月8点10点星空冬季大六边形：天狼星（大犬座）参宿七（猎户座）毕宿五（金牛座）五车二（御夫座）北河三（双子座）南河三（小
13、犬座）冬季大三角：天狼星（大犬座）南河三（小犬座）参宿四（猎户座）恒星的光谱光度图恒星的光谱光度图赫罗图赫罗图赫罗图：赫罗图：20世纪初，丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文世纪初，丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素分别研究了大量恒星与它的光度之间的学家罗素分别研究了大量恒星与它的光度之间的关系。关系。以光谱型以光谱型(或表面温度或表面温度)为横坐标，以恒星的绝对为横坐标，以恒星的绝对星等星等(光度光度)为纵坐标作图，发现恒星在光谱为纵坐标作图，发现恒星在光谱光光度图中有一定的分布规律。此图对研究恒星的分度图中有一定的分布规律。此图对研究恒星的分类和演化起了重要作用，称为赫类和演化起了重要作用，
14、称为赫-罗图。罗图。恒星质量决定其在赫罗图上的位置：恒星质量决定其在赫罗图上的位置：高质量恒星明亮且高温，位于主序带的上部高质量恒星明亮且高温，位于主序带的上部低质量恒星黯淡且低温，位于主序带的下部低质量恒星黯淡且低温，位于主序带的下部恒星的形成恒星的形成原恒星：原恒星：目前大多数天文学家认为恒星是由弥漫的星际云目前大多数天文学家认为恒星是由弥漫的星际云中的分子云收缩形成，在收缩过程中伴随着碰撞、中的分子云收缩形成，在收缩过程中伴随着碰撞、瓦解而致碎裂的过程。瓦解而致碎裂的过程。分子云中密度较大者吸引周围的气体和尘埃，并分子云中密度较大者吸引周围的气体和尘埃，并随着引力收缩内部温度骤升，当温度
15、达到随着引力收缩内部温度骤升，当温度达到2000K时，塌缩形成原恒星。时，塌缩形成原恒星。从星际云到形成原恒星的过程大约需要从星际云到形成原恒星的过程大约需要200万年。万年。主序前星：主序前星：原恒星内部还未原恒星内部还未 发生热核反应，它们向外辐射发生热核反应，它们向外辐射的能量是外部物质下落释放的引力能转变成的。的能量是外部物质下落释放的引力能转变成的。原恒星内部压强逐渐增加，最终能阻止塌缩。这原恒星内部压强逐渐增加，最终能阻止塌缩。这时，总质量不再增加，内部气体达到流体静力学时，总质量不再增加，内部气体达到流体静力学平衡，这时原恒星成长为少年星平衡，这时原恒星成长为少年星主序前星。主序
16、前星。主序星主序星基本特征：基本特征：内部发生氢聚变为氦的核反应。热核反应产生巨内部发生氢聚变为氦的核反应。热核反应产生巨大的辐射能使恒星内部压力增高到足以和引力相大的辐射能使恒星内部压力增高到足以和引力相抗衡时，恒星不再收缩，称为主序星。抗衡时，恒星不再收缩，称为主序星。主要组成部分是氢和氦，还有少量重元素。主要组成部分是氢和氦，还有少量重元素。温度和光度不再有太大变化。温度和光度不再有太大变化。在赫罗图上分布有一定规律：沿主序从左上方往在赫罗图上分布有一定规律：沿主序从左上方往右下方走，恒星质量由大变小，温度由高变低。右下方走，恒星质量由大变小，温度由高变低。主序星的演化主序星的演化基本原
17、理：基本原理：恒星在一生的演化中总是试图处于稳定状态恒星在一生的演化中总是试图处于稳定状态(流体静流体静力学平衡和热平衡力学平衡和热平衡)。当恒星无法产生足够多的能量时，它们无法维持平当恒星无法产生足够多的能量时，它们无法维持平衡，便开始演化。衡，便开始演化。处于流体静力学平衡和热平衡的恒星，且能量来自处于流体静力学平衡和热平衡的恒星，且能量来自内部的核反应，它们的结构和演化就完全唯一的由内部的核反应，它们的结构和演化就完全唯一的由初始质量和化学丰度决定。初始质量和化学丰度决定。恒星统计与演化：恒星统计与演化：如果相同质量的恒星演化过程基本相同：如果相同质量的恒星演化过程基本相同： H-R图上
18、不同恒星类型图上不同恒星类型 恒星处于不同演化恒星处于不同演化阶段阶段如果恒星的诞生率和死亡率一致：如果恒星的诞生率和死亡率一致：H-R图上某一类恒星的数目图上某一类恒星的数目 恒星在该演化阶恒星在该演化阶段停留时间的长短段停留时间的长短主序带：主序星从核心H燃烧开始到结束在H-R图上占据的带状区域恒星主序后的演化恒星主序后的演化低质量恒星低质量恒星(8Msun)：O型星型星蓝超巨星蓝超巨星黄超巨星黄超巨星红超巨星红超巨星超新超新星星恒星主序后的演化恒星主序后的演化不同质量恒星的演化结局不同质量恒星的演化结局不同质量恒星的演化结局不同质量恒星的演化结局白矮星中子星黑洞白矮星白矮星白矮星的发现：
19、白矮星的发现：1844年，德国天文学家贝塞尔发现天狼星的年，德国天文学家贝塞尔发现天狼星的运动路径是波浪式曲线，推测其为双星系统。运动路径是波浪式曲线，推测其为双星系统。1862年科拉克观测到了天狼星的伴星年科拉克观测到了天狼星的伴星(天狼星天狼星B)，这时人类发现的第一颗白矮星。，这时人类发现的第一颗白矮星。白矮星的基本特征白矮星的基本特征基本特征：基本特征：在在H-R图上位于主序带的左下方；图上位于主序带的左下方；质量与太阳质量近似质量与太阳质量近似(0.3)；半径很小：太阳半径的百分之一，平均约半径很小：太阳半径的百分之一，平均约5000km；密度很高：密度很高：1081012 kg/m
20、3；表面温度较高，表面温度较高，500050000K；绝对星等：绝对星等：814等；等；引力红移引力红移什么是引力红移？什么是引力红移？爱因斯坦广义相对论的推论：爱因斯坦广义相对论的推论：按照广义相对论，在远离引力场的地方观测按照广义相对论，在远离引力场的地方观测引力场中的辐射源发出的光时，光谱中的谱引力场中的辐射源发出的光时，光谱中的谱线向红端移动。波长红移的大小与辐射源和线向红端移动。波长红移的大小与辐射源和观测者两处的引力势差成正比。此红移由引观测者两处的引力势差成正比。此红移由引力场引起，称为引力红移。力场引起，称为引力红移。由于白矮星半径很小，密度很大，引力场很由于白矮星半径很小，密
21、度很大，引力场很强，光子离开表面克服引力要损失相当的能强，光子离开表面克服引力要损失相当的能量，从而导致频率降低因而波长变长。量，从而导致频率降低因而波长变长。白矮星内部物理状态白矮星内部物理状态简并电子压：简并电子压：内部电子形成密度很高的电子气体所有的能量内部电子形成密度很高的电子气体所有的能量状态都状态都 被电子占满被电子占满简并电子气。简并电子气。简并电子压与温度无关，远远大于通常的电子简并电子压与温度无关，远远大于通常的电子压力，使白矮星不因引力而塌缩。压力，使白矮星不因引力而塌缩。钱德拉塞卡极限：钱德拉塞卡极限：1932年，苏联物理学家郎道预言了白矮星存年，苏联物理学家郎道预言了白
22、矮星存在一个质量上限，超过此上限，简并电子气压在一个质量上限，超过此上限，简并电子气压力不再能与引力抗衡，星体不再稳定存在。力不再能与引力抗衡，星体不再稳定存在。1935年，年，Chandrasekhar计算出了此极限质计算出了此极限质量。量。对He白矮星，Mch1.44 M对CO白矮星，Mch1.4 M中子星中子星研究简史：研究简史：1932年年L. D. Landau预言简并中子流体的存预言简并中子流体的存在。在。 1934年年W. Baade和和F. Zwicky预言超新星爆预言超新星爆发产生中子星发产生中子星(?) 。中子星中子星研究简史：研究简史：1939年年J. R. Oer计算出
23、第一个中子星理论模计算出第一个中子星理论模型型1967年年J. Bell发现第一颗射电脉冲星发现第一颗射电脉冲星PSR 1919+211968年年T. Gold提出旋转中子星的脉冲星模型提出旋转中子星的脉冲星模型1968年探测到船帆座超新星遗迹和蟹状星云年探测到船帆座超新星遗迹和蟹状星云中的脉冲辐射中的脉冲辐射1971年年Uhuru卫星探测到第一颗卫星探测到第一颗X射线脉冲射线脉冲星星CenX -31974年赫尔斯和泰勒发现脉冲星双星系统年赫尔斯和泰勒发现脉冲星双星系统1982年贝克和库尔卡尼发现毫秒脉冲星年贝克和库尔卡尼发现毫秒脉冲星中子星的形成中子星的形成形成过程：形成过程：超新星爆发的产
24、物！超新星爆发的产物！内部结构内部结构非常强的引力场；质量：13Msun；半径：1020km；平均密度：1015 kg/m3；超高的温度：表面温度107K;超强的磁场：太阳磁场的20万亿倍；重要意义重要意义脉冲星是20世纪60年代天文学的四大发现之一。脉冲星的发现证实了中子星的存在。英国天文学家休伊什和他的研究生乔丝琳贝尔一起发现了脉冲星。休伊什因发现脉冲星并证认为中子星而荣获1974年的获得诺贝尔物理奖。美国天文学家泰勒和赫尔斯因发现射电脉冲双星及间接验证引力波的存在而荣获1993年诺贝尔物理学奖。脉冲星脉冲星发现：发现：1967年剑桥大学穆拉德射电天文台研究生年剑桥大学穆拉德射电天文台研究
25、生Jocelyn Bell 利用利用A. Hewish领导研制的射电领导研制的射电望远镜发现了第一颗射电脉冲星望远镜发现了第一颗射电脉冲星s和和33ms。命名：命名：PSR+赤经数字和赤纬正负号和度数。赤经数字和赤纬正负号和度数。黑洞黑洞经典提出：经典提出：1798年，拉普拉斯由经典力学预言，一个密年，拉普拉斯由经典力学预言，一个密度如地球，而直径为太阳直径度如地球，而直径为太阳直径250倍的发光天倍的发光天体，由于引力作用，光线将不能离开它。宇体，由于引力作用，光线将不能离开它。宇宙中最大的天体可能是完全看不见的！宙中最大的天体可能是完全看不见的！历史回顾：历史回顾：18世纪末，世纪末，Jo
26、hn Michell牧师和法国数学家、牧师和法国数学家、物理学家物理学家on Laplace把光速有限的认识与牛把光速有限的认识与牛顿的逃逸速度的概念结合起来，从而发现引顿的逃逸速度的概念结合起来，从而发现引力的最富魅力的结果：黑洞。力的最富魅力的结果：黑洞。黑洞黑洞历史回顾：历史回顾：1915年11月, A. Einstein 发表广义相对论方程。这一理论建立在等效原理和时空弯曲的基础上。1915年12月, 德国物理学家Karl Schwarzschild 求解了Einstein引力场方程，给出静态球对称引力场的外部解。黑洞黑洞历史回顾：历史回顾：1963年年, R. Kerr 给出旋转的球
27、对称引力场的外给出旋转的球对称引力场的外部解，这便是著名的部解，这便是著名的Kerr 度规。度规。1967年年12月月29日日J. Wheeler 在纽约的一次讲在纽约的一次讲课中首次使用课中首次使用“black hole”一词。一词。广义相对论和时空弯曲广义相对论和时空弯曲广义相对论：广义相对论：爱因斯坦于爱因斯坦于1915年发表：年发表：物质物质 引力源引力源 时空弯曲时空弯曲引力场强弱引力场强弱 时空弯曲程度时空弯曲程度 如：地球绕太阳运转可认为是沿着太阳周如：地球绕太阳运转可认为是沿着太阳周围四维时空中的测地线运动。围四维时空中的测地线运动。黑洞的边界黑洞的边界视界视界视界的概念：视界
28、的概念：一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界。视界。发生在黑洞里的事件不会被黑洞外的人所观察发生在黑洞里的事件不会被黑洞外的人所观察到，因此我们可以称黑洞的界面为一个视界。到，因此我们可以称黑洞的界面为一个视界。黑洞视界内的区域半径叫黑洞视界内的区域半径叫“史瓦西半径史瓦西半径”：Rg=2Gm/c2视界的特征视界的特征视界内的任何信息都传不出来，视界外的观测视界内的任何信息都传不出来，视界外的观测者不可能看到视界内的情况；者不可能看到视界内的情况；视界以外的物质和辐射可以进入视界。视界以外的物质和辐射可以进入视界。黑洞的性质黑洞的性质引力红移时间
29、延迟无毛定理：黑洞几乎不保持形成它的物质所具有的任何复杂性质。它保持的物理参数只有质量、角动量和电荷（三毛定理）。面积不减定律：黑洞的表面积不会随时间减小 (熵增加)。黑洞只能合并，不能分解。霍金辐射黑洞的观测证据黑洞的观测证据恒星级黑洞：恒星级黑洞：途径：搜索质量超过中子星上限的致密星途径：搜索质量超过中子星上限的致密星 X射线双星。射线双星。黑洞候选体：天鹅座黑洞候选体：天鹅座X-1Gamma Ray Burst(GRB，伽马射线暴，伽马射线暴)星系级黑洞：星系级黑洞：活动星系核活动星系核(AGN)：星系的核心：星系的核心质量范围：质量范围：106109Msun 时间延迟时间延迟什么是时间
30、延迟？什么是时间延迟？对遥远的观测者来说对遥远的观测者来说在黑洞附近的时钟比在黑洞附近的时钟比远处的时钟走得更慢。远处的时钟走得更慢。在视界处的时钟看上在视界处的时钟看上去完全停止。去完全停止。 霍金辐射霍金辐射黑洞的辐射：黑洞的辐射：任何物质无法逃出视界任何物质无法逃出视界 辐射：量子物辐射：量子物理学解释！理学解释！在在“真空真空”的宇宙中的宇宙中,根据海森堡测不准原理，根据海森堡测不准原理，会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合能量守恒。在黑洞视界之外间消失，以符合能量守恒。在黑洞视界之外也不例外。霍金推想，如果在黑洞外产生的也不例外。
31、霍金推想，如果在黑洞外产生的虚粒子对，其中一个被吸引进去，而另一个虚粒子对，其中一个被吸引进去，而另一个逃逸的情况。如果是这样，那个逃逸的粒子逃逸的情况。如果是这样，那个逃逸的粒子获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，可以逃逸到无限远。在外界看就像黑洞发射可以逃逸到无限远。在外界看就像黑洞发射粒子一样。这个猜想后来被证实，这种辐射粒子一样。这个猜想后来被证实，这种辐射被命名为霍金辐射。被命名为霍金辐射。质量为一个太阳质量的黑洞温度约质量为一个太阳质量的黑洞温度约6E-8K；一个孤立的、不吸收任何物质的黑洞会慢慢一个孤立的、不吸收任何物质的黑洞会慢慢辐射
32、其质量；开始很慢，但越来越快。最后，辐射其质量；开始很慢，但越来越快。最后，在其灭亡的一瞬间将象原子弹爆炸那样放出在其灭亡的一瞬间将象原子弹爆炸那样放出耀眼的光芒。耀眼的光芒。四、标准宇宙学四、标准宇宙学大爆炸模型大爆炸模型大爆炸开始时：约137亿年前，极小体积，极高密度，极高温度，称为奇点。大爆炸后10-43秒：约1032度，宇宙从量子涨落背景出现。大爆炸后10-35秒：约1027度，引力分离，夸克、玻色子、轻子形成。大爆炸后5-10秒：约1015度，质子和中子形成。大爆炸后0.01秒：约1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。 大爆炸后0.1秒后：约300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后：约100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。大爆炸后13.8秒后：约30亿度，氢、氦类稳定原子核（化学元素）形成。大爆炸后35分钟后：约3亿度，原初核反应过程停止，尚不能形成中性原子。大爆炸后30万年后：约3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。
