物質究竟是怎麼從真空中「無中生有」的?
文史
07-16
用量子場論來看,物質存在的基本形態是量子場,每種粒子都可以看成是每種場的量子化表現。
大概意思就是,我們生活的空間中同時充滿了各種場,彼此相互疊加,每一種粒子對應一種場。比如光子對應電磁場,電子對應電子場,中微子對應中微子場,62種基本粒子就有62種不同的場,同時可以分為三類:實物粒子場(費米子場)、媒介子場(規範場)、希格斯粒子場。
在經典力學時期,物質與空間是完全不等價的。空間可以決定物質的行為及其存在的狀態,而物質卻無法影響空間的分布。空間具有超然於物質的特殊地位。
然而,由於邁克爾遜-莫雷實驗的零結果,沒有發現空間的任何蛛絲馬跡,所以愛因斯坦建立了狹義相對論,將絕對空間的概念排除在物理之外。
當溫度下降到一億度以下時,質子與中子融合,形成了原子核。
溫度繼續下降,只有太陽表面溫度的一半時,所有的自由電子都和原子核結合,於是物質誕生。當時產生的元素只有三種,它們是氫,氦和鋰。其餘的物質都是從高溫的恆星核心,以及垂死恆星爆炸後的餘燼中產生的。
不過,從無形的能量變成有形的物質,必須滿足一定的苛刻條件,我們在地球上可以進行核試驗來證實「無中生有」這個魔術的存在,但到底我們生存的這個宇宙到底從何而來,我們這個宇宙中的所有天體和物質到底是從何而來的,也是「無中生有」嗎?或者都是從一個奇點宇宙大爆炸而來的呢?
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