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        第一回(下)

        2020-06-19 08:41:16豌豆皮
        科學(xué)Fans 2020年5期

        豌豆皮

        無中生有時(shí)空肇始對(duì)稱破缺四力初分下

        上次說到,在宇宙誕生后10-36秒時(shí),它的溫度降到了1027攝氏度。可大家要知道,1027攝氏度是一個(gè)非常危險(xiǎn)的溫度,它標(biāo)志著宇宙狀態(tài)極端的不穩(wěn)定。如果在我們的宇宙上裝有監(jiān)控裝備的話,這時(shí)候必然是紅燈亮起,警報(bào)狂拉,報(bào)警短信“滴滴滴滴”不斷朝負(fù)責(zé)人手機(jī)上狂發(fā)不休的狀態(tài)。

        ——警告!作用力即將分裂!

        ——警告!即將進(jìn)入超冷狀態(tài)!

        ——警告!膨脹失控!

        ——警告!暴脹開始!

        ——警告!警告!警告!

        就在這一連串的警報(bào)聲中,強(qiáng)相互作用力跟電磁力、弱相互作用力揮手告別,退出了原本在大一統(tǒng)力下三位一體的和諧狀態(tài),同時(shí)宇宙開始了猛烈的膨脹。這就是“暴脹”——中文的名稱比較斯文,英文就是直截了當(dāng)?shù)腎ntlation(通貨膨脹)。提出它的古斯老師當(dāng)時(shí)是個(gè)準(zhǔn)失業(yè)的博士后,對(duì)這個(gè)詞怨念深重。不過任何一個(gè)社會(huì)的通貨膨脹,跟宇宙此時(shí)的膨脹速度比起來,都弱到可以忽略不計(jì)。在暴脹結(jié)束時(shí),電磁力和弱相互作用力還抱團(tuán)在一起,引力和強(qiáng)相互作用卻已經(jīng)有了各自獨(dú)特的表現(xiàn),大一統(tǒng)力“分裂”了。

        與此同時(shí),宇宙的溫度還在劇烈下降,而監(jiān)控的警報(bào)還在狂閃呢。

        ——警告!真空失守!

        ——警告!粒子入侵!

        ——宇宙正在增肥!增肥!增肥!

        宇宙的質(zhì)量之所以迅速增大,是因?yàn)樗碛弥粓?chǎng)空前絕后的免費(fèi)盛宴。這頓免費(fèi)的盛宴畢竟也還不是憑空出現(xiàn)的,這是因?yàn)樽饔昧Φ姆蛛x和宇宙的急劇變冷,讓真空向宇宙饋贈(zèng)了無比龐大的能量,這些能量轉(zhuǎn)化為了實(shí)在的粒子。

        所以.宇宙在年僅10-34秒的當(dāng)兒顯得格外年富力強(qiáng),創(chuàng)造力滿點(diǎn),到處漂著各種如今打死也看不到的玩意兒:

        夸克、大質(zhì)量弱相互作用粒子(WIMP)、宇宙絲、原始黑洞

        除此之外,再加上傳遞強(qiáng)相互作用力的膠子,傳遞弱相互作用力的W和Z玻色子,傳遞引力的引力子……在10-34秒那個(gè)瞬間可都是活躍在名為“宇宙幸存者”的真人秀舞臺(tái)上的。可在那一刻之后直到今天,這些粒子中的大多數(shù)雖然在理論上確實(shí)存在,卻瞬生瞬滅,幾乎不能被人類直接觀察到,因而只能被稱之為虛粒子。到現(xiàn)在,唯有輕子和夸克還保持著實(shí)粒子風(fēng)范了——其實(shí)就連夸克也被虐得不輕,它們必須抱團(tuán)求生,一個(gè)好漢三個(gè)幫地組成了質(zhì)子或中子.貓?jiān)谠雍死锎嫔怼?/p>

        轉(zhuǎn)瞬之間到了10-32秒,原本的宇宙中一個(gè)原子核大小的時(shí)空變成了一個(gè)葡萄柚的大小。由于膨脹的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光速,從其他部分傳來的光永遠(yuǎn)也來不及抵達(dá)這個(gè)“葡萄柚”,這只“葡萄柚”從此就與原初宇宙中的其它部分隔絕了音訊,它就是孕育了我們所能了解到一切的“這個(gè)”宇宙。所以,現(xiàn)在讓我們把它稱為“宇宙蛋”吧。

        到10-32秒時(shí),這枚“宇宙蛋”的質(zhì)量已經(jīng)從最初始的7千克變成了1050噸。而且由于大一統(tǒng)力的“分裂”,宇宙不再均衡一統(tǒng),這就是對(duì)稱的破缺。

        對(duì)稱破缺帶來的不僅僅是讓后世的物理學(xué)家焦頭爛額的各種復(fù)雜物理現(xiàn)象,還讓宇宙暴脹的體積與溫度下降程度不成正比:在體積暴脹了無數(shù)倍之后,溫度卻只下降到了原來的10萬分之一,從1027攝氏度變成了1032攝氏度。要我說,這才是真

        大爆炸呢,無中生有地涌現(xiàn)出這么多正能量,微博上的段子手跟這一比,簡(jiǎn)直弱爆了。

        隨后,宇宙開始緩慢地膨脹和冷卻,而暴脹的短暫時(shí)期留下的遺產(chǎn),卻保證了宇宙成為我們?nèi)缃窨吹降倪@副模樣。這片沸騰的夸克海洋要如何在無數(shù)的可能性中殺出一條血路,產(chǎn)生宇宙中第一個(gè)重子?

        欲知后事如何,且聽下回分解。

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