世界终结的方式可能不是砰的一声巨响
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【菜科解读】
世界终结的方式可能不是砰的一声巨响 而是宇宙基态的量子真空衰变到它真正的最小值
据新浪科技:国外媒体报道,宇宙可能并不像你想象的那么稳定。
世界终结的方式可能是这样的:不是砰的一声巨响,而是宇宙基态的量子真空衰变到它真正的最小值。
宇宙在过去经历了剧烈的相变。
这些相变最终导致了自然界4种基本力的分化,以及我们今天所知道的所有粒子。
所有这一切都发生在宇宙诞生不到1秒的时候,从那时起,宇宙就一直很稳定。
但是,宇宙可能不会永远这么持续下去。
一个分裂的宇宙
要理解宇宙的稳定性,我们首先要讨论什么是相变。
相变是指物质经历的快速、剧烈的转变。
这是我们经常能见到的现象。
当你把水烧开时,水就从液体转变成为气体;当你把水冷却下来时,它又会变成一大块冰。
这些过程就是相变。
也许最奇特的相变发生在量子场中。
量子场是宇宙的基本组成部分,每一种粒子——如光子或电子——实际上只是一个基础场的局部表现形式。
这些场占据了所有的空间和时间,就像蘸了橄榄油的面包。
正是这些场相互作用和交流的方式,构成了使我们能够存在的力和物理学特征。
这种存在基于4种基本力:引力、弱核力、电磁力和强核力。
但情况并非一直如此。
在宇宙最初的时刻,这些力是统一的。
随着宇宙的膨胀和冷却,量子场经历了相变,开始一个接一个地分裂。
最终的相变发生在电磁力从弱核力分裂之时。
这种分裂产生了光子和W及Z玻色子。
在物理学中,W及Z玻色子时负责传递弱核力的基本粒子。
此次分裂事件发生在宇宙诞生还不到1秒的时候,自此之后,一切都是稳定的——不再分裂,不再相变。
自然界的4种基本力在数十亿年的时间里不断地塑造着宇宙的演变。
目前看来,一切都很稳定——至少目前如此。
其实不太稳定
宇宙的稳定性很难测量。
当然,像相变这样有趣的过程已经发生了超过130亿年的时间。
的确,130亿年是很长的一段时间,但在量子场的世界里,任何事情都可能发生。
探测宇宙稳定性的最好办法就是通过希格斯玻色子的质量。
希格斯粒子是一个非常有趣的领域;其在宇宙中的存在将电磁力从弱核力中分离出来,并维持了今天的分裂状态。
如果没有希格斯玻色子,这些力将重新融合在一起。
在量子物理学中,一个实体的质量越大,它就越不稳定。
例如,大质量粒子会迅速衰变为较轻的粒子。
因此,如果希格斯粒子的质量很大,它就不可能像看起来的那么稳定,在一段时间之后,它可能会衰变为别的东西。
但如果希格斯玻色子的质量足够小,它可能就会永远存在,宇宙量子场的未来可能就没有多少变化了。
对希格斯粒子的测量发现,其质量会使宇宙处于“真正稳定”和“看起来不是很稳定”之间。
物理学家称这种状态为“亚稳态”,即这种状态目前看来是稳定的,但一旦出现问题,就会迅速变化。
寻找稳定性
宇宙量子场的亚稳态有些令人不安。
当然,宇宙可能依然可以持续数十亿年,甚至数万亿年,没有任何问题;但另一方面,这也可能意味着宇宙已经开始转变。
只需宇宙的某个随机区域朝错误的方向“轻轻一晃”,希格斯玻色子就会分崩离析,而底层的量子场就会找到一个新的、更稳定的结构。
“新”宇宙的区域会以接近光速的速度向外传播,直接穿过“旧”宇宙。
这种相变被科学家称为“假真空衰变”。
在量子场论中,假真空是一种理论状态,指的是真空态处于稳态,但并不处于系统最小能量状态,即准稳态。
假真空可在准稳态保持很长时间的稳定,但最终还是会衰变到更稳定的状态中,即所谓的“假真空衰变”。
当我们接收到任何关于这种相变的信息时,该过程其实已经发生了。
新宇宙的另一边会是什么?这很难说。
一切可能完全平淡无奇,新的量子场看起来就与旧的量子场一模一样,没有任何变化。
也可能只发生轻微的调整,比如暗能量的性质发生了微调,或者对中微子质量的微调。
或者,新的量子场可能完全不同,形成一个充满全新的力、场和粒子的宇宙——这将使我们所知的生命(以及相关的化学和原子学)都不可能存在。
当然,我们目前还不能百分之百确定亚稳态的标准。
我们也知道,粒子物理学的标准模型是不完整的。
对宇宙亚稳态的完整认识可能会改写我们对量子场的理解,并帮助我们最终界定“稳定-不稳定”的界线。
真的有反物质宇宙存在吗?
东南大学与诺贝尔物理奖获得者、著名科学家丁肇中签署合作协议,参与AMS(Alpha Magnetic Spectrometer)—03型探测器的研究,成为目前我国唯一加入这一世界最前沿科研项目的高校。
这也引起了一个引人入胜的话题:有反物质宇宙存在吗?从哲学角度来讲,这个问题很容易回答。
我国古代的太极图似乎也暗示了它的存在,部分天文学家也认为有存在的可能,但现代天文学还拿不出令人信服的证据。
否定反物质的人很多,美国宇宙学家施拉姆(Schramm)说:“大多数理论家的直觉,不存在反物质。
这意味着如果你找到它,那是一个伟大的发现,证明这些理论家都是错误的。
但是最大的可能是,这意味着你找不到它。
” 目前,由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中,投入的资金更是高达1000多亿美元。
许多科学家表示:只要能发现宇宙反物质的存在,那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。
该探测器将于2005年发射升空并永久停留在太空,东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。
丁肇中认为,如果反物质确实存在,当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。
他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年,目前已取得一些重要成果。
“但是,从这一领域发展的历史来看,人们要有思想准备,也许我们会发现意想不到的东西,与原先想研究的东西毫无关系。
”丁肇中很慎重地表示。
从拉普拉斯大预言谈起天体有巨大的引力,在巨大的引力作用下,会发生各类反应,并发光发热。
物极必反,拉普拉斯(P?S?Laplace)曾经大胆预言:宇宙中最大的天体有可能是看不见的。
当引力随质量增大时,天体会变成一个一无所有的区域,既不发热,也不发光,现在我们称之为“黑洞”(Black Hole)。
因此宇宙更多的是由不可见的暗物质或反物质组成,我们肉眼和天文仪器所能“看”到的只是以恒星或以星系形式存在的宇宙结构,这些物质只占宇宙总体的10%,90%的物质是以暗物质或其他结构形式存在。
显而易见,对可见物质的巨大引力的存在表明了暗物质或反物质的存在。
可是我们用光无法探测到,用红外线、紫外线和X光都无法探觅到它们的足迹。
同样的,对应着现存的星系结构体系,有由相反的反宇宙结构体系存在吗?其实早在1898年,一位英国物理学家就提出:与物质存在一样,有一个镜像对应的反物质存在。
受当时科学水平和试验条件的限制,这个反物质概念没有一点事实依据,因此在宇宙深处存在由反物质组成的宇宙恒星云只能属于纯粹意义上的假说。
1997年科学家宣布发现了“银心反物质喷泉”极大地震撼了整个物理学界,使科学家们寻找反物质的热情一下子高涨起来。
1998年6月3日,由丁肇中教授发起的带有全球意义的寻找宇宙反物质事件,使得这一领域一度成为全球科学家最为关注的焦点。
制造反物质1928年,英国年轻的物理学家,诺贝尔奖获得者狄拉克(P?A?M?Dirac)首次预言存在反粒子。
1932年,美国科学家卡尔?安德孙(C?D?Anderson)等在云雾室里研究宇宙现象过程中发现了反电子,并将其正式命名为“正电子”,狄拉克的预言得到科学实验的证实。
狄拉克还预言了其它反粒子的存在。
物理学家已先后制造出多种反粒子和反原子核。
例如:1955年美国加利福尼亚州立大学伯克莱分校的物理学家张伯伦(O?Chamberlain),使用高能质子同步稳定加速器,用高能质子去轰击铜,结果便制造出了反质子。
接着第二年发现了反中子,稍后又有反中微子、反介子、反超子……,其中反西格马超子是我国科学家王淦昌在10吉电子伏同步稳相质子加速器上发现的。
有反粒子必然有反物质,但制造反物质并非易事。
事实上,直到1996年初,人类才在日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)首次成功制造一种反物质---9个反氢原子。
事隔一年,美国费米(Fermi)加速实验室也成功制造了7个反氢原子……高能物理的发现激励着更多的科学家从事这项重要的基础研究。
目前科学家们制造的反物质虽然不是很多,存在时间还不到400亿分之一秒,但是科学家们已经见到了曙光。
如果反氢原子是氢原子的镜像的话,宇宙中就有可能存在反物质天体,虽然它的光谱和普通星系的光谱一样,令我们无法区分它们。
自然地,茫茫宇海成为科学家寻找反物质的理想场所。
奇妙的反物质世界爱因斯坦早年可能也意识到了反物质的存在,从他的研究中我们会发现一些蛛丝马迹。
他曾建立了一个物质总能公式:E=C2P2M2C2根据这个公式推算,物质的总能量有正负两个值,这意味着,世界上存在负物质。
我们更关心的是,有反物质世界存在吗?这不禁会使人联想到美国电影《费城实验》,其实这个实验是有生活依据的。
1943年12月,美国海军在费城进行了一项秘密实验(The Philadelphia Experiment),试验成功地将以艘驱逐舰及全体船员投入到另一空间。
在实验过程中,实验人员启动脉冲和非脉冲器,使船只周围形成了一个巨大的磁场。
随后整条船被强磁场所产生的绿色烟雾包围着,船只和船员也开始从人们的视线中消失。
军方在停止实验后,却惊奇地发现他们的驱逐舰在眨眼之间已经驶到了远在470公里开外的诺福克(Norfolk)码头。
这个实验令很多科学家目瞪口呆。
相传,此后一些船员身上仍留有实验的反应,不论在家里,在街上,在酒吧间或饭店里,都会突然地消失又重现,让旁观者惊讶不已。
参与这项实验的吉索普(Morris K?Jessup)博士认为,强烈的磁云能够重新排列人类和物质的分子结构,使其进入另外的时空。
费城实验的进行在科学上具有深远的意义,它不仅证实了自然界中的确有另外的空间存在,同时也表明了将人类及装备暂时投入另一空间的可行性。
可是要是我们找到了反物质世界,并且走了进去,那才真正发现一个奇妙的世界呢。
所有的物理定律都要翻个个儿,正如科幻小说家描写的那样,在反物质世界里,力的作用恰好相反,你如想扣起反物质物体,就得把物体向下按;反物质做成的钉子,先要对准墙向外拔它,它才会钻进墙里。
我们的基础理论仿佛在一夜间就变了个样,谁也不敢想像在这样的世界里究竟会发生什么或者正在发生什么。
反物质引发的大爆炸由于反物质与物质是水火不相容的,一旦它们相遇,两者便很快消失,同时释放出巨大的能量和比普通可见光强约25万倍的伽玛射线。
这就为那些研究地球上神秘大爆炸的西方科学家找到了借口。
1908年6月30日凌晨7时17分,在西伯利亚通古斯发生了一起相当于数百颗原子弹当量的爆炸,其规模之壮观使得远在伦敦的人连续两个晚上能够看到北部天空所呈现的红色,尽管科学家分别在1921年、1927年和1929年对该地区进行了多学科的联合考察,但令人失望的是,该地区没有发现任何陨石和其它坠落体的残片。
1979年9月22日,美国的军用卫星“贝拉号”在非洲西南拍摄到了一次“强烈的大爆炸”的照片,并于1981年初再次在该地区拍摄到了这一类似“爆炸”现象。
令人大惑不解的是:在此之前,只有美、苏 、英三国拥有核能力,且早在1963年三国就签署了地下核试验条约,而“贝拉号”的发射目的正在监视签约国的,那么是谁跑到如此遥远的地方进行核试验的呢?最近的一次发生在1984年4月29日夜间,荷兰航空公司的868班机在22时30分,日本航空公司第36次航班在23时15分左右,都在途中发现了神秘的蘑菇云,并且还伴随着强烈的白光。
同一条航线上另外两架航班也目睹了这神秘的一幕。
可是卫星云图则说明天气情况良好。
更不可思议的是,调查表明爆炸空域受到了明显的放射污染。
所有这一切,一些科学家都把它归结为反物质爆炸,在未找到宇宙反物质之前,谁也无法找到反驳他们的理由。
黑洞与反物质通道根据广义相对论引力场方程推出:宇宙中的黑洞是连接两个分离时空区的隧道,假如反物质世界处于另一时空,那么黑洞就可能是反物质世界的通道。
但对于黑洞内部我们仍然一无所知,确切地说,黑洞内部就是一个反物质世界,而远非“黑洞无毛理论”(No Hair Theorem)所说的那么简单。
有人把反物质世界和物质世界关系用一张纸条来加以证明。
取一张小纸条,完好地把两头粘连起来,试想,如果有一只蚂蚁在外表爬行,它怎样才能进入另一面呢?有两个办法:一是爬过纸带边缘;一是在纸带上打个洞。
可是如果我们把纸带的一头旋转180再粘连上,纸带的两面就变成了一面,蚂蚁只要在纸带上爬行就可以随意地出入纸带内外。
如果宇宙是一个整体,我们只要进入黑洞,就可以进入反物质世界。
可是至今,我们还从未听人说起曾到黑洞旅游过。
未解之谜:宇宙中最危险的星球?宇宙中最危险的星球有哪些
2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
3、第二个最恐怖天体应该是黑洞, 黑洞是由八倍以上太阳大的恒星,其内部的核聚变完成后,才能产生巨大的引力,依靠巨大的引力,把它周围的小行星、彗星、星云,甚至行星恒星都收入囊中,来壮大自己。
4、下面就和大家一起聊聊在宇宙中有哪些不适宜人类移居的恐怖星球。
5、这次咱们说说宇宙中最恐怖的星球。
科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它距离太阳系750光年,这颗星球拥有恐怖的根源,就是黑暗。
北落师门b,是颗僵尸行星。
为什么说金星是太阳系中最可怕的行星?1、金星最危险。
金星环境非常恶劣。
金星是八大行星中离太阳最近的行星。
它的表面温度非常高,是八大行星中最高的。
当天气最热的时候,温度会更快达到500度,这500度会持续很长时间,因为金星自转非常慢。
2、更令人气愤的是,金星是太阳系八大行星中唯一逆转的行星,也就是说,在金星上,太阳是从西边升起,从东方落下。
3、应该是金星。
金星是一颗类地行星,因为其质量与地球类似,体积是地球的88%,质量为地球的82%,有时也被人们叫做地球的姐妹星。
金星也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。
但金星的表面环境极其恶劣。
4、其次就是金星的自转和公转也是一大谜团,我们常说太阳从东方升起西方落下,这个规律在太阳系其它六大行星中都适用,可唯独金星是反的,在金星上太阳是从西方升起,东方降落。
5、木卫一:你会被熔融海和辐射蒸发掉。
木卫一是木星最大的卫星,也是整个太阳系中最活耀的火山群,整颗星球都被不断射出岩浆的熔融覆盖,最高可以喷至200里的高空。
木卫二:你会被盐水活活冻死。
6、金星:金星虽然离太阳稍远,但由于它有以CO2。
为主要成分的浓密大气层,温室效应使它的表面温度高达470℃,大气压力是地球的90倍。
宇宙中最吓人的星球1、木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。
宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。
海王星:你会到处飞的被碎冰打死。
2、最可怕的星球1 第一个、GLIESE-581c行星,这颗行星和地球高度相似,科学家们认为它的存在可能会让人类的文明面临挑战。
3、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
4、TrEs-2b 行星 科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它被称为迄今观测到的最黑暗行星,其表面一片漆黑,几乎不反射任何光线,甚至比煤炭还要黑。
这颗行星的表面被恒星烘烤着,温度可达到980摄氏度。
宇宙中恐怖的星球是什么星球木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。
宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。
十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。
钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。
开普勒-78b 开普勒-78b是一个与地球极为相似的星球,在最早发现的时候,还有科学家觉得这极有可能是第二颗地球,可是再后来的观测中才发现开普勒-78b简直是宇宙中最恐怖的星球了。
黑洞,中子星或白矮星。
黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。
黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
宇宙最恐怖的星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。
#p#分页标题#e#宇宙中最恐怖的星球 宇宙中最恐怖的星球外星人都敬三分就是金星,金星是太阳系中的一颗古怪的行星,虽然金星与地球有许多相似之处,但这两颗星球却走向了不同的演化方向。
在未知的宇宙中,有哪些非常恐怖的星球?1、十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。
钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。
2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
3、宇宙中太阳、木卫木卫土卫木星等等,都是比较恐怖,可以释放巨大的能量。
详细内容 01 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
4、宇宙中恐怖的星球是什么星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。