宇宙的一切物质最初是怎么产生的?
星系中的恒星释放大量的带电粒子,带电粒子充满星系盘的空间,使星系盘空间成为导电体。星系盘两侧释放的费米气泡也是带电粒子,费米气泡中的带电粒子扩散后与星系盘边缘连接,费米气泡中的带电粒子密度高于星系盘星系带电粒子密度,负电荷向星系中心运动,形成星系盘中强大的电力场。
在电力场中正负电荷的运动方向相反,正电荷可以把负电荷当成楼梯爬出黑洞。空间可以不断地生成粒子再消失,黑洞内正电荷跑出了黑洞,为了维持电荷的平衡,黑洞内空间不断的生成正电荷粒子。
从黑洞中跑出的正电荷在黑洞外与负电荷相遇,生成物质形成星系核中的星云,星云积聚形成星系核中的恒星,星系核中的物质在星系盘电力场的作用下,离开星系核使星系膨胀。
简单地讲就是能量转化过来的。但是要仔细讲,实际上非常复杂,而且之间还不能回答其中最基本的问题。
现在宇宙形成的主流理论就是大爆炸,大爆炸开始的时候宇宙温度非常高,首先产生了大量的高能光子,这些光子相互碰撞就按照爱因斯坦的质能公式产生了高速运动的夸克、胶子、电子等基本粒子及其反粒子,可以说是高温的基本粒子浆糊,还不是我们今天说的物质。到了大爆炸后大约一万亿分子一秒的时候,宇宙的温度冷却到了大约一千万亿度,夸克、胶子和电子及其反粒子就开始冷却形成了质子和中子,这就是最初始的物质。大爆炸后大约10秒,温度约30亿度,这就是宇宙的核合成时期,质子和中子就会结合形成氢、氦类稳定轻原子核(化学元素),其他轻原子核也会形成一点,但是非常少。当宇宙冷却到10亿度以下,也就是大爆炸大约三分钟,就不能再产生新的原子核了。所以我们宇宙中的物质基本上都是在宇宙大爆炸之后三分钟以内形成的。
当然今天我们宇宙中的物质并不仅仅有氢、氦类稳定轻原子核,其他的元素主要都是在恒星的中心通过轻元素合成重元素的核聚变过程形成的,这种过程能够产生一直到铁这样的重元素,而核聚变过程中释放能量的过程就是恒星内部的能源机制。此外,超新星爆发的过程中也会产生一些比铁更重的元素。
但是,上面的解释其实回避了一个重要问题:宇宙大爆炸开始的时候产生的正反物质(夸克、胶子和电子及其反粒子)的数量应该是相等的,那么为什么它们不形成数量相等的反物质或者全部相互湮灭掉呢?事实上,今天宇宙中几乎没有稳定存在的反物质(比如反原子核),比如,丁肇中教授领导的国际空间站上的AMS02实验的最初主要目标就是寻找反原子核,但是至今还没有找到,这是为什么?这就是著名的“宇宙反物质丢失之谜”,目前科学界还没有明确的结论。
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光到底是微粒还是波?
对于一个人的行为,我们究竟是应该从社会的角度来解读,还是根据其个人的素质来判断呢?比如,关于人的寿命,是人的基因重要,还是社会的文明程度更为重要?
根据自然辩证法,内因是本质,外因是条件,外因是通过内因而起作用的。对于一只猫来说,即便是外部环境再好,其寿命也不过二十几年。反之,即便是长寿的海龟?,在其刚出生之际,也必须拼命地朝大海奔跑。如果不幸被鸟?叼走,长寿的海龟也只能一命呜呼了。
对于微观粒子所具有的波粒二象性来说,也是如此。粒子是本质,粒子的波动性则是由影响其存在的物理背景所产生的。
因为,作为物理背景的,是由无数个不可再分的最小粒子(量子)构成的量子空间。这一空间是不连续的,当感应空间的尺度小于空间量子的间距时,量子空间的不连续性便显现了出来。
比如,类似花粉在水中的无规运动即布朗运动,当粒子的半径小于空间量子之间的距离时,就会受到空间量子的不对称碰撞?,从而使该粒子产生了无规运动,表现为其具有了波动性。
这就是为什么,所有的微观粒子都具有波粒二象性的原因。微观粒子和高速运动的宏观物体一样,都受到了量子空间的显著影响,使物体的行为是二维的,是由物体自身的特性与空间的束缚共同决定的。
作为微观粒子的一员,光子也不例外,其本质是不可再分的最小粒子,其行为受到了空间不连续的扰动,具有波动性。
由于我们的宇宙是一个具体而有限的封闭体系,所以宇宙必然是由无数个不可再分的最小粒子构成的。
为了使能量具有不连续性,普朗克在其建立的黑体辐射公式中设立了一个量纲为粒子角动量的常数。该常数就是宇宙中最小粒子的本征参量。于是,这一不可再分的最小粒子被命名为量子。由于量子的角动量即普朗克常数h大于零,所以量子也是粒子,其质量和半径都是大于零的。
由此,我们获得了一个有机的量子宇宙观:基态的量子构成空间,受到激发的量子就是光子,由高能量子组成的封闭体系就是各种基本粒子。
所以,光的本质是粒子,只是其与基本粒子相比,存在着层次上的差别。因而,其质量与半径都远小于基本粒子的质量和半径。
总之,根据二维的认识观,任何物体的行为都会不可避免地受到量子空间的影响,具有波动性。光子也不例外,只是作为不可再分的最小粒子,其具有更大的波动性。这就好比船?越小,就越随波逐流,与大海的涌动相一致。
任何物质都具有波粒二象性,只不过宏观物质主要粒子性(相对静止性),而微观物质主要显示波动性(运动性)。大象是软的还是硬的?这个问题大家都会觉得很可笑,其实光是粒子的还是波的,这个问题同样可笑,因为光是粒子与波的统一体,是光存在的二个方面,只有粒子的光或只有波的光是根本不存在的。波与粒子都是光的现象,只有透过现象,才能认识其本质。