- 給忙碌青少年講天體物理:霍金科學傳播獎得主寫給孩子的宇宙通識讀物
- (美)尼爾·德格拉斯·泰森 (美)格里高利·莫內
- 800字
- 2025-06-05 14:28:08
物質的眾多名字
有人警告我說,向年輕讀者介紹太多的名稱和術語并不明智。所以我將努力克制列出宇宙中所有夸克類型的沖動——譬如上夸克、下夸克、奇夸克和粲夸克。但我還是覺得你應該了解一下夸克和輕子,整個可見的宇宙都由這些粒子組成,包括你在內。另外我還注意到,孩子們真能記住各種恐龍的復雜名字。當然,有的恐龍兇猛可怕,值得讓人記住。不過我再強調一次,現在我們討論的可是組成宇宙的東西!粒子也很迷人,盡管它們沒有恐龍那么兇猛,但要是沒有它們,那些恐龍根本就不會存在。
兩個或兩個以上的夸克被分開得越遠,將它們束縛在一起的力就會變得越強——它們就像被某種看不見的微型橡皮筋綁在一起。但要是夸克被分開得足夠遠,橡皮筋就會繃斷,儲存的能量就會在斷裂的兩頭分別創造出一個新的夸克,于是被分開的伙伴各自獲得了一位新朋友。假如同樣的事情發生在你們學校里那些“連體嬰”身上,他們每個人都會一分為二。當然,對你們的老師來說,這將是個大麻煩。
而另一方面,輕子卻是“獨行俠”。將夸克束縛在一起的力對輕子不起作用,所以它們不會聚集成群。最有名的輕子是電子。
除了這些粒子以外,宇宙中還充斥著沸騰的能量,能量被裹在波狀的小包裹里,這些光能量團叫光子。
事情從這里開始變得奇怪起來。
宇宙如此熾熱,所以光子會不斷轉化成物質-反物質粒子對,這些粒子對又會相互碰撞,再次轉化為光子。但出于某些神秘的原因,這種轉化有十億分之一的概率產生一個落單的物質粒子,沒有反物質粒子與它配對。要是沒有這些孤單的幸存者,宇宙中就不會有物質存在。這是件好事,因為我們都是由物質組成的。
我們的確存在,而且我們知道,隨著時間的流逝,宇宙不斷膨脹、冷卻。在它膨脹得比我們的太陽系還大的過程中,它的溫度也在迅速下降。雖然這時的宇宙還很熱,但它已經降到了1萬億開氏度以下。
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大爆炸百萬分之一秒后
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宇宙已經從句號的億萬分之一膨脹到了和我們的太陽系差不多大,也就是說,直徑近3000億千米。