星光岁月:给所有人的宇宙通识课(套装4册) (未读·探索家) MOBI,EPUB,AZW,PDF,TXT,KINDLE

给忙碌者的天体物理学
给仰望者的天文朝圣之旅
给好奇者的暗黑物理学
140亿年宇宙演化全史

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现在,百万分之一秒过去了。

在这个不温不火的时期,宇宙的温度和密度没有那么高了,不足以“煮”夸克汤了,所以它们都抓住了身边跳舞的伙伴,创造了一个永久性的重粒子新家族,称为强子(hadron,来自希腊文hadros,意思是“厚”)。这种从夸克到强子的转变很快形成了质子和中子,以及其他不为人所熟悉的重粒子,它们都是由各类夸克的彼此组合形成的。在瑞士(我们回到地球上来)欧洲核子研究组织(更广为人知的是其缩写CERN)用一台大型加速器使强子束发生碰撞,试图重新创造这些极端条件。这个世界上最大的机器便被顺理成章地叫作“大型强子对撞机”。

夸克-轻子汤里令人困扰的微小的“物质-反物质不对称性”如今传递到了强子中,但产生了非凡的后果。

随着宇宙继续冷却,可供自发产生基本粒子的能量在减少。在强子时代,环境中的光子因为没有足够的能量,不能再根据质能公式E=mc2 来制造夸克-反夸克对。不仅如此,从仍存在的正反物质湮灭中产生的光子,也由于宇宙的不断膨胀而在损失能量,降到了产生强子-反强子对所需的能量门槛之下。每10亿次的粒子湮灭(由此留下10亿个光子)才会有一个强子幸存。那些孤独的幸存者最终将笑到最后:它们是产生星系、恒星、行星和牵牛花的终极物质来源。

如果没有在物质和反物质之间十亿零一与十亿的不平衡,宇宙中的所有物质都将自我湮灭,留下一个由光子组成的宇宙,没有别的——永远是“要有光,就有光”的景象。

现在,一秒钟的时间已经过去了。

宇宙尺度已经增长到了几光年(1光年是光在1地球年里传播的距离,约10万亿千米),大约相当于从太阳到离它最近的恒星的距离。此时温度为10亿开尔文,仍然是非常之热——仍然能够“煮”电子以及与其对应的正电子,电子-正电子继续玩着跳出来又消失的游戏。但在不断膨胀、不断冷却的宇宙里,它们的日子(说真的,是秒数)已经在倒计时了。夸克的命运,强子的命运,也将成为电子的命运:最终只有十亿分之一幸存下来。其他的电子都和它们的反物质伙伴儿发生湮灭,融入了光子的海洋。

就在现在,每个质子对应一个电子已经被“冻结”成为现实。随着宇宙继续降温,降到1亿开尔文以下时,质子与质子当然还有中子发生融合形成原子核,孵化出一个婴儿宇宙,其中90%的原子核是氢,10%是氦,还有痕量的氘(重氢)、氚(超重氢)和锂。

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