会员书架
首页 > 游戏竞技 > 时间简史三部曲 > 第8部分

第8部分(第2/4 页)

目录
最新游戏竞技小说: 黑暗召唤师弱?开局召唤黑影兵团领主:兵种上古神魔,就问怎么输网游之极品商人重生三十年顶级球星打造商业帝国大姚穿越重振篮联我!被PDD卖掉的世界冠军上单lol:从带飞夕阳红战队开始巨星闪耀星灾佣兵圈养万鬼成神NBA:开局背锅,我带队总冠军王者:边路第一恶霸,震惊全网部落冲突:天宸秘卷我真不是神仙网游之镖局三万毫米歼星炮,这片废土我来罩全民航海:开局获得海神权杖!化身NPC:我与玩家和平共处我一体校生:成为拳王很合理吧不是御兽师咋了?我有一国御兽

31个0个质子,按照最简单的GUT,可以预料在一年内应能看到多于一次的质子衰变。)

人们进行了一系列的实验,可惜没有一个得到质子或中子衰变的确实证据。有一个实验是用了8千吨水在俄亥俄的莫尔顿盐矿里进行的(为了避免其他因宇宙射线引起的会和质子衰变相混淆的事件发生)。由于在实验中没有观测到自发的质子衰变,因此可以估算出,可能的质子寿命至少应为1千万亿亿亿年(1后面跟31个0)。这比简单的大统一理论所预言的寿命更长。然而,一些更精致更复杂的大统一理论预言的寿命比这更长,因此需要用更灵敏的手段对甚至更大量的物质进行检验。

尽管观测质子的自发衰变非常困难,但很可能正由于这相反的过程,即质子或更简单地说夸克的产生导致了我们的存在。它们是从宇宙开初的可以想像的最自然的方式——夸克并不比反夸克更多的状态下产生的。地球上的物质主要是由质子和中子,从而由夸克所构成。除了由少数物理学家在大型粒子加速器中产生的之外,不存在由反夸克构成的反质子和反中子。从宇宙线中得到的证据表明,我们星系中的所有物质也是这样:除了少量当粒子和反粒子对进行高能碰撞时产生出来的以外,没有发现反质子和反中子。如果在我们星系中有很大区域的反物质,则可以预料,在正反物质的边界会观测到大量的辐射,该处许多粒子和它们的反粒子相碰撞、互相湮灭并释放出高能辐射。

我们没有直接的证据表明其他星系中的物质是由质子、中子还是由反质子、反中子构成,但二者只居其一,否则我们又会观察到大量由涅灭产生的辐射。因此,我们相信,所有的星系是由夸克而不是反夸克构成;看来,一些星系为物质而另一些星系为反物质也是不太可能的。

为什么夸克比反夸克多这么多?为何它们的数目不相等?这数目有所不同肯定使我们交了好运,否则,早期宇宙中它们势必已经相互湮灭了,只余下一个充满辐射而几乎没有物质的宇宙。因此,后来也就不会有人类生命赖以发展的星系、恒星和行星。庆幸的是,大统一理论可以提供一个解释,尽管甚至刚开始时两者数量相等,为何现在宇宙中夸克比反夸克多。正如我们已经看到的,大统一理论允许夸克变成高能下的反电子。它们也允许相反的过程,反夸克变成电子,电子和反电子变成反夸克和夸克。早期宇宙有一时期是如此之热,使得粒子能量高到足以使这些转变发生。但是,为何导致夸克比反夸克多呢?原因在于,对于粒子和反粒子物理定律不是完全相同的。

直到1956年人们都相信,物理定律分别服从三个叫做C、P和T的对称。C(电荷)对称的意义是,对于粒子和反粒子定律是相同的;P(宇称)对称是指,对于任何情景和它的镜像(右手方向自旋的粒子的镜像变成了左手方向自旋的粒子)定律不变;T(时间)对称是指,如果我们颠倒粒子和反粒子的运动方向,系统应回到原先的那样;换言之,对于前进或后退的时间方向定律是一样的。

1956年,两位美国物理学家李政道和杨振宁提出弱作用实际上不服从P对称。换言之,弱力使得宇宙的镜像以不同的方式发展。同一年,他们的一位同事吴健雄证明了他们的预言是正确的。她将放射性元素的核在磁场中排列,使它们的自旋方向一致,然后演示表明,电子在一个方向比另一方向发射出得更多。次年,李和杨为此获得诺贝尔奖。人们还发现弱作用不服从C对称,即是说,它使得由反粒子构成的宇宙的行为和我们的宇宙不同。尽管如此,看来弱力确实服从CP联合对称。也就是说,如果每个粒子都用其反粒子来取代,则由此构成的宇宙的镜像和原来的宇宙以同样的方式发展!但在1964年,还是两个美国人——J·W·克罗宁和瓦尔·费兹——发现,在称为K介子的衰变中,甚至连CP对称也不服从。1980年,克罗宁和费兹为此而获得诺贝尔奖。(很多奖是因为显示宇宙不像我们所想像的那么简单而被授予的!)

有一个数学定理说,任何服从量子力学和相对论的理论必须服从CPT联合对称。换言之,如果同时用反粒子来置换粒子,取镜像和时间反演,则宇宙的行为必须是一样的。克罗宁和费兹指出,如果仅仅用反粒子来取代粒子,并且采用镜像,但不反演时间方向,则宇宙的行为于保持不变。所以,物理学定律在时间方向颠倒的情况下必须改变——它们不服从T对称。

早期宇宙肯定是不服从T对称的:当时间往前走时,宇宙膨胀;如果它往后退,则宇宙收缩。而且,由于存在着不服从T对

本章未完,点击下一页继续。

目录
哇!今夜哪里有鬼!各种番外与if线与脑洞存放处大漠谣2把你藏进余生里校花的超凡医仙新兰永恒之我是黑羽月桐
返回顶部