宇宙中的物質如何能夠無中生有

2022-04-11 13:41:37 字數 2162 閱讀 9557

1樓:鍾銘聊科學

物質到底是什麼?

其實一直以來,很多人對於「物質」、「質量」、「能量」都有誤解。很多人認為物質和能量其實兩個對立的物理學概念。實際上,這種觀念還停留在文藝復興以前,自從牛頓奠定了現代科學,科學家對於質量和能量的思考就從來沒有停止過,但是始終沒有一個很有說服力的理論出現,直到愛因斯坦的出現。

其中,質能等價就講清楚了「質量」和「能量」之間的關係,或者說是統一了「質量」和「能量」。我們引用一段愛因斯坦**中的原話:

如果一個物體以輻射形式發射能量l,它的質量減少l/c^2

所以,愛因斯坦提出的並不是「能量轉化為質量」的觀念,而是能量和質量之間是對應關係,是同一物質的兩個面,能量裡是有質量的,質量裡是有能量的。

因此,我們可以結合起來看,物質其實同時具有質量的屬性和能量的屬性,而質量和能量的對應關係就是通過e=mc^2來關聯的。我們可以來舉一個直白的例子,如果你是100斤,那你對應的質量就是50 kg,而你對應的能量就是50*c^2=50*9*10^16=4.5*10^18 j 。

宇宙中的物質如何能夠無中生有?

搞清楚了能量和質量的關係,那宇宙的物質是如何無中生有的呢?

實際上,按照目前的主流理論,宇宙起源於一個炙熱的開端,也就是奇點,奇點大**之後,產生了現在宇宙中的一切。

如果你要問那大**之前是什麼?

那這個確實是不知道的,甚至存不存在「大**之前」都是有疑問的。著名的科學家霍金曾提出這麼一個觀念,我們簡單概括一下:

既然宇宙是時間、空間、物質、時間等的集合。那麼時間只有在宇宙大**之後才有意義,在宇宙大**之前不存在時間,也就沒有所謂的宇宙大**之前的說法。

我們客觀評價這個說法,實際上很多科學家對此是不買單的,因此這個觀念並不是主流的,不過除了這個之外,關於宇宙大**之前,主流的認識是:不知道。而且也確實不存在任何辦法和東西來幫助我們研究這個問題。

因此,如果要追問奇點哪來,這確實是無能為力的。

但是,我們至少還知道一點,那就是大**之後到底是咋回事。

最早宇宙的溫度是非常高的,這當中主要以高能的電磁波(光子)。所以,這個時候的宇宙和現在的最大差別在於沒有實物粒子,也就是電子,質子,中子之類的粒子,實際上很多人納悶的其實是這裡,就是這些實物粒子到底是咋來的?

其實也很粗暴,就是撞出來的。一般粒子都有自己的反粒子,比如:質子的反粒子就是反質子,電子的反粒子就是正電子。而光子的反粒子就是它自己。

一個粒子和自己的反粒子對撞,就會發生湮滅,並釋放出電磁波。

但是光子對撞就有說道了,如果一對光子的能量要大於一對電子的能量,這裡電子的能量可以通過質能等價計算出來,那麼這對光子對撞後,就會產生電子,多餘的能量會轉化為電子的動能。

那如何才能得到高能光子呢?實際上這和溫度有關,如果溫度能達到60億度,這種環境下的光子,就通過對撞產生電子。這裡的溫度被我們稱為閾值溫度,不同的粒子,有不同的閾值溫度。

早期的宇宙溫度是非常高的,所以,實物粒子是在宇宙早期通過光子的對撞出現的。當然,這些一對光子對撞產生的是一對正反電子,這些正反電子後來又會對撞發生湮滅,如此迴圈往復。而不知道是因為什麼原因,在這一次次對撞中,最終每10萬億對電子對撞都會留下一個電子,每10萬億對正反質子對撞都會留下一個質子。

於是,宇宙中正物質佔據了主導。而我們如今的物質也就是在和麼產生的。

可畢竟沒有穿越回去過,那科學家是咋知道這些資訊的呢?

事實上是在實驗室進行模擬的,也就是通過高能粒子對撞機來模擬宇宙大**早期的環境,以此來驗證這個理論。

2樓:時光匆匆

宇宙最初就是一個點,當**之後產生了很多的粒子,粒子之間經過了核聚變的反應,也就出現了很多的物質和元素。

3樓:冷侃娛文

物質的起源是什麼?按照愛因斯坦的相對論,這個最初的起源是宇宙大**。這個大**出現了原子,進而構成了物質。這個就是物質由無到有的過程。

4樓:挽清夢

宇宙中的物質並不能無中生有。他只能在原來的基礎上通過**或經過一系列的演化後變為新一類的產物,在這裡一定要遵循質量守恆定律。

5樓:ang伈

宇宙中的物質都是經過了很久遠和久遠的變化,才得到瞭如今這樣的形態,可能他的壽命我們都不能夠想象到有多麼的長,是經過了很多年的變化的。

6樓:阿寶值班

因為宇宙中存在很多我們尚未完全清楚的力,這些力提供了能量,讓自然界中的原子和質子在運動過程中碰撞形成比較穩定的物質。

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