书名: 宇宙的起源

作者: ［英］约翰·巴罗;黄静译

格式: EPUB

出版: 天津科学技术出版社

出版日期: 6月 2020

大小: 2.90MB

语言: 中文

20世纪70年代中期，宇宙学开始朝新方向发展。1973年，粒子物理学家发现了一个能够解释物质在极端条件下如何运动的有效理论。在此之前，他们认为，物质之间的相互作用力将随着能量和温度的增加而变得更强烈，同时也会变得更为复杂。因此，他们热衷于研究大爆炸发生后第一秒宇宙的环境到底如何。解决问题的需求变得迫切起来。然而，他们对基本粒子之间高能的相互作用力的研究成功地表明，随着温度和能量的上升，这些相互作用力会变得更弱，也更简单，这种性质被称为“渐近自由”（asymptotic freedom），因为如果外推的能量处于无限大的状态，中性粒子之间的相互作用力将不复存在。

研究基本粒子的物理学家开始将4种基础的自然力（引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力）纳入某种统一的理论之下。1967年，科学家首次发现，理论中的弱相互作用力（表现为某种放射性物质）和电磁力相互缠绕。但直到1983年，欧洲核子研究中心发现的两个新型基本粒子才证明了“电弱统一理论”（electroweak theory）的正确性，因为该理论预测了这两种粒子的存在。现在，科学家正在寻找将强相互作用力（使原子核结合在一起的力）纳入已有体系的方法，从而形成一个只缺少引力的“大统一理论”（grand unified theory）。

乍一看，这些将各种力统一起来的尝试注定会失败，因为自然界的这些基础的自然力所具有的能量大相径庭，并且作用的粒子群也各不相同。这些完全不同的东西怎么可能具有相同的本质呢？答案是：自然力的强度会随着温度的变化而变化。