我们今天的世界到底是一个怎样幸运的存在?

十亿分之一的幸运,正反物质的湮灭塑造了今天的宇宙
我们今天的世界到底是一个怎样幸运的存在?如果没有一定的天体物理学知识,恐怕你不能想象我们到底是多么幸运的存在,今天就给大家介绍几个有趣的发现。

每个化学元素都有自己的光谱

知道每个化学元素的光谱有什么用呢?刚开始物理学家们也不知道有什么用,但是后来发现只要随便给一堆气体拿光照射,看看吸收的光谱就可以知道,这一堆气体里面都有什么元素。


我们今天的世界到底是一个怎样幸运的存在?



你可别看不上这个工具,这对于人类来说是非常伟大的发明,因为人类可以利用这个工具了解宇宙。

于是物理学家们就分析太阳了光谱,结果发现太阳里的物质基本地球都有,无非就是氢、碳、氧、氮、钙等等。其中只有一个元素是地球没有的,那就是氦。

人类通过这个工具,第一次真正地了解了原来太阳也不是什么特别神奇的东西,它的构成无非就是地球上那些常见的元素。

测试了太阳,物理学家当然不会放过其他的星星,于是经过分析,发现也都是一些很普通的元素。

所以人类科学家第一次通过这个工具,没有离开过地理,但是却对这个宇宙有了一次客观的了解。

10^(-43)秒

这个时间很有名——普朗克时间。我们已知的所有物理定律,只有在10^(-43)秒之后才开始起作用。这就是我们人类已知的最小时间。



在物理学界有四个基本力:引力,强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用。

这四种力在普朗克时间之前,它们是统一在一起的,想要描述四个基本力在一起的形态,也许需要广义相对论和量子力学统一在一起才可以,但是我们目前并没有这样的工具,很遗憾。

从10^(-43)秒开始,在这个阶段宇宙仅仅是一个十的负三十五次方米的小点,温度奇高无比 。

一万亿分之一秒的时候,宇宙里出现了夸克和轻子,轻子就是我们熟知的电子。这个时候同时存在的还有反夸克和反电子。

我们今天的世界到底是一个怎样幸运的存在?



在极端高温的环境下宇宙就好像一锅夸克轻子粥,由于高温环境下夸克和轻子可以自由地活动,于是这群不安分的家伙们开始和反物质互相碰撞产生湮灭。



正反物质的湮灭会产生两个极高能量能量的光子,光子在高温的作用下会生产出夸克和电子,这干生产出来,马上又和反物质相遇产生湮灭,于是它们成对的出现又成对的消失。

十亿分之一的幸运

如果正反物质相遇总是湮灭,那么这个世界为什么都是正物质,反物质都跑到哪里去了?在正反物质湮灭的过程,发生了一个物理学家不能理解的原因,每十亿对夸克和反夸克的湮灭,会留下一个幸运者——正夸克。

所以我们今天的世界,其实都是留存下来的幸运者构成的。

百万分之一秒的时候,整个宇宙已经有太阳系那么大了,由于温度的下降,幸存下来的夸克们三个一组地捆绑在一起形成了——重子。

中子就是质子和中子,在这个过程中质子和反质子,中子和反中子继续碰撞湮灭产生光子,光子又生成质子和中子,然后每十亿对质子和中心之中会有一个幸存者。



到了一秒的时候,宇宙已经有几光年这么大了,温度进一步地降低,使得质子和中子结合变成了原子核,在这个过程中90%都是氢原子核,剩下的10%都是氦原子核,其他元素忽略不计。

在这个温度下,光子只能产生正电子和反电子,正反电子碰撞湮灭,每十亿分之一的概率会存活下来一个电子,最后剩下来的都是电子。

重元素的诞生

宇宙到了38万年的时候,温度已经很低,这个时候所有的电子都被原子核捕获,形成了氢原子和氮原子。到了十亿年的时候这些原子在引力的作用下,集合变成了恒星,恒星组合在一起就会变成星系——这个时候宇宙中已经有了一千亿个星系。

恒星之中总是会有一些大家伙,在高温和高压的环境中,可以产生出一些重元素。



然后这些大家伙们爆炸之后,这些重元素就在整个宇宙里面传播开来,散布在整个宇宙之中。

又过了九十亿年,在宇宙非常起眼的地方,诞生了一个名字叫做太阳的恒星。在太阳周围刚好有很多重元素构成的气体,在引力的作用下,这些重元素气体慢慢地凝聚在一起变成了一颗颗行星。

其中一颗不起眼的小家伙,离太阳不远也不近,行星的质量大小也适中,允许液态水的存在,接着又经历了几十亿年的演变,终于有了今天的我们。

我们今天的世界到底是一个怎样幸运的存在?



我们的幸运

如果说你的出生是一种幸运,因为你战胜了其他亿万个精*,那么构成这个世界的每一个原子,都要比这个更幸运,因为它们都是正反物质湮灭后十亿分之一的幸存者。



而我们的地球又恰巧在一个离太阳不远也不近的地方诞生了,所以我们的今天,就是各种奇迹背后的产物。

每当你因为生活中的小事儿而难过不已的时候,想想这些,你本身就是一个奇迹的存在,每当仰望星空的时候,浩瀚的宇宙和渺小的自我,身边的小事儿是不是都可以放下了?

我们这么幸运地生活在这个世界之中,好好享受生活,带着一颗清醒的头脑掌控自己的人生。

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页面更新:2024-04-05

标签:夸克   重元素   幸运   质子   中子   光子   正反   宇宙   物质   太阳   世界

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