當(dāng)前位置:首頁(yè)>科技> 宇宙如何開始?(3)
發(fā)布時(shí)間:2025-10-26閱讀( 15)
|
具有諷刺意味的是,在上世紀(jì)50年代,當(dāng)量子力學(xué)科學(xué)還處于萌芽階段時(shí),美國(guó)理論物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒為我們提供了關(guān)于那個(gè)動(dòng)蕩混亂時(shí)期的具體描述。他想象早期宇宙由一種冒泡的、充滿活力的量子泡沫組成。這種量子泡沫如惠勒所描述的那樣產(chǎn)生于量子尺度上相互作用的動(dòng)態(tài)和不可預(yù)測(cè)的本質(zhì)。海森堡的不確定性原理嚴(yán)重地影響了我們?cè)谄绽士顺叨扔钪嬷卸x長(zhǎng)度、時(shí)間或能量的能力,因此我們今天所熟悉的連續(xù)而連貫的時(shí)空被一種固有的不可預(yù)測(cè)和變化的泡沫狀紋理所取代,這個(gè)紋理會(huì)隨機(jī)地變動(dòng)和改變。量子微小的黑洞和蟲洞會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生,然后毫無痕跡地消失,沒有任何明顯的因果關(guān)系。在這個(gè)高能超緊湊和微縮的宇宙中,短暫的時(shí)刻里,任何事情都有可能發(fā)生。然而,僅僅在一億億億億分之一秒后,普朗克誤差的普遍不可預(yù)測(cè)性結(jié)束了,因?yàn)橛钪嫖⑿〉呐蛎浐屠鋮s宣告了一個(gè)新時(shí)代的到來。在接下來的一段時(shí)間里,宇宙的外觀和行為將與今天完全不同,但從現(xiàn)在開始,我們目前的理論至少有機(jī)會(huì)描述正在發(fā)生的事情。我們宇宙中的一切都受到自然界的四個(gè)基本力量的控制和定義。想象一下打開電視,引力將你牢牢地固定在椅子上,將地球的大氣層保持在表面附近,并使地球繞著最近的恒星運(yùn)行,為你持續(xù)存在提供了一個(gè)適宜居住的環(huán)境。然而,盡管如此,引力相對(duì)較弱,你可以用一只胳膊的肌肉來克服它,將遙控器舉起來響應(yīng)你的按鈕按下。看不見的紅外光電磁輻射從遙控器前方穿過起居室,圖像在你面前活躍起來。 數(shù)百萬(wàn)個(gè)微小的像素發(fā)射可見光,這是另一種電磁輻射形式,它穿過房間并進(jìn)入你的眼睛。你的眼球本身是進(jìn)化創(chuàng)新的奇跡,但它們最終依賴于原子內(nèi)部的電子和核子的特性和行為,它們由電磁力將其維持在一起。原子核本身是由強(qiáng)核力將質(zhì)子和中子聚集在原子中心的。不僅如此,這些質(zhì)子和中子實(shí)際上是由三個(gè)更小的亞原子粒子稱為夸克組合而成的,它們也受到相同力的束縛。你身體中的每個(gè)原子,存在的電視,甚至整個(gè)宇宙本身都依賴于這種力量,因?yàn)槟愕难劬劢共⑴c屏幕上的圖像進(jìn)行交互,你大腦內(nèi)的每根神經(jīng)每秒最多發(fā)射200次。所有這些協(xié)調(diào)的電位都依賴于體內(nèi)鉀的適當(dāng)平衡,像其他元素一樣,鉀也是由強(qiáng)核力維持在一起,但還有其他因素在起作用。因?yàn)殁浘哂形⑷醯姆派湫裕蠹s每秒有5000個(gè)鉀原子放射性衰變,這是由弱核力驅(qū)動(dòng)的衰變。所以,在距離我們150億公里的地方,太陽(yáng)的核心像恒星熔爐一樣燃燒,靠氫聚變成氦提供動(dòng)力。這種極為強(qiáng)大的反應(yīng)負(fù)責(zé)保持地球的可居住溫度,在銀河尺度上,構(gòu)成行星、電視、你以及所有事物的元素也依賴于弱核力。 這四個(gè)基本力量,引力、電磁力以及強(qiáng)核力和弱核力共同作用,塑造了我們對(duì)宇宙的體驗(yàn),而且在我們宇宙多億年的歷史中一直如此。但在時(shí)間的最初瞬間,條件相互作用,創(chuàng)造出了一套非常不同的規(guī)則。在緊密統(tǒng)一紀(jì)元中,這是繼普朗克時(shí)刻之后的階段,只存在兩種力量。但這是如何發(fā)生的呢?將這個(gè)問題形象化的關(guān)鍵在于拋硬幣。拋硬幣來決定兩個(gè)同等重要的選擇之間的結(jié)果,正面代表一方,反面代表另一方。決策只有在硬幣停下來,通過拇指和食指的彈動(dòng)提供的能量完全耗盡之后才能確定。在此之前,當(dāng)硬幣充滿能量,在空中或桌面上旋轉(zhuǎn)時(shí),甚至無法區(qū)分兩個(gè)面,也就是你可選的兩個(gè)選擇。只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的球體,具有自己的特征。這正是當(dāng)我們觀察更高能量下的基本力量行為時(shí)所遇到的情況。新生宇宙中存在的能量增加了溫度,使弱核力和電磁力的獨(dú)立屬性開始減弱和模糊,彼此融為一體。我們不再看到電磁力的明確正面和弱力的反面,而是兩種力量的旋轉(zhuǎn)無面力量的統(tǒng)一體。 所謂的電弱力進(jìn)一步提高了能量,旋轉(zhuǎn)硬幣的概念再次適用于強(qiáng)力和電弱力。當(dāng)溫度足夠高時(shí),這兩者會(huì)模糊成一個(gè)統(tǒng)一的整體,這個(gè)過程被稱為大統(tǒng)一。這三個(gè)主要基本力的最終統(tǒng)一形成了被稱為電強(qiáng)力的力量。盡管這個(gè)整潔的旋轉(zhuǎn)硬幣理論的大統(tǒng)一尚未在實(shí)驗(yàn)上得到確鑿證明,盡管粒子加速器內(nèi)的高能碰撞可以指引我們朝著電磁力和弱力的結(jié)合方向,但要讓強(qiáng)力以類似于引力的方式失去其特性,需要更高能量的百萬(wàn)億倍,第四個(gè)基本力——引力是否被納入統(tǒng)一體中,這是一個(gè)關(guān)于神秘而不可預(yù)測(cè)的普朗克時(shí)刻的問題,也是量子引力競(jìng)爭(zhēng)理論中的另一個(gè)問題。(www.Ws46.com)
|
歡迎分享轉(zhuǎn)載→ http://www.avcorse.com/read-684933.html
Copyright ? 2024 有趣生活 All Rights Reserve吉ICP備19000289號(hào)-5 TXT地圖HTML地圖XML地圖