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那裡深藏著宇宙誕生的奧秘,可以看到大爆炸後百萬分之一秒的情景

最初的宇宙是只有能量的混亂局面,那麼它是如何變成物質宇宙的呢?要解開這個問題,就得問愛因斯坦以及他著名的方程式,那就是能量等於質量乘以光速平方。在愛因斯坦的理論出現前,大家都說物質是物質,能量是能量,兩者涇渭分明。但是愛因斯坦說,這兩者是同一樣東西。那裡深藏著宇宙誕生的奧秘,可以看到大爆炸後百萬分之一秒的情景愛因斯坦發現物質不過是凝聚的能量,這個想法改變了我們對宇宙的認識,也讓我們能夠造成毀滅性的破壞。能量可以變成物質,反之亦然,就連一小勺的物質,都可以產生百萬氫彈的破壞力。原子彈將物質轉換成能量,大爆炸則是把能量轉換成物質,但是這種物質跟形成我們世界的物質不同,那麼最初的物質是什麼樣子呢?


那裡深藏著宇宙誕生的奧秘,可以看到大爆炸後百萬分之一秒的情景布魯克哈芬國家實驗室擁有相對論性重離子對撞機,簡稱RHIC,這裡能重新製造出大爆炸發生百萬分之一秒後的新生宇宙物質,這個對撞機可說是時間機器,可以模擬大爆炸發生一微秒之後的早期宇宙。


對撞機把金原子核射進2.5英里長的環形隧道,每秒發生7.8萬次,速度接近光速,然後原子核在巨大的螺線管徑偵測器里對撞,這就像讓兩輛車直接對撞,然後分析飛濺的碎片推測車子的樣子,這就是對撞機團隊的工作,他們讓質子對撞成碎片,由此尋找質子的成分。

對撞後可以發現,每次的對撞都不一樣,有些對撞產生的軌跡比較多,而事實上,這些曲線就是對撞產生的粒子。每次對撞產生的粒子數量也不同,數量取決於對撞的力量。那裡深藏著宇宙誕生的奧秘,可以看到大爆炸後百萬分之一秒的情景科學家團隊看到的其實就是最基本粒子的噴濺軌跡,這粒子就是夸克。夸克通常被封鎖在質子跟中子里,但是只要給夸克足夠的能量它就能掙脫。


科學家當時預期夸克掙脫質子跟中子之後應該不會產生交互作用,而是會流進偵測器,但是結果的發現是前所未見的,那是從未測量過的完美液體,它的流動性比水還要高,讓科學家們大感意外。對撞結果顯示基本粒子的完美液體是在大爆炸發生百萬分之一秒後形成的,但是它並沒有持續很久。


宇宙不斷擴張,就在它冷卻時,強核力出現併產生重大影響。強核力最重要的性質,就是它會把夸克禁錮在我們今日看到的質子跟中子。當宇宙溫度降到兩兆度時,強核力將夸克凝聚起來,以三個為一組,形成了質子和中子,這兩者是原子的成分,宇宙便逐漸變成我們所知的樣子。


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