首页 > 时间简史 > 第12章 基本粒子和自然的力(2)

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直到1956年人们都信赖,物理定律别离从命三个叫做C、P和T的对称。C(电荷)对称的意义是,定律对于粒子和反粒子是不异的;P(宇称)对称的意义是,定律对于任何景象和它的镜像(右手方向自旋的粒子的镜像变成了左手方向自旋的粒子)是不异的;T(时候)对称的意义是,如果你倒置统统粒子和反粒子的活动方向,体系应回到起初的那样;换言之,定律对于进步或后退的时候方向是一样的。1956年,两位美国物理学家李政道和杨振宁提出弱感化实际上不从命P对称。换言之,弱力使得宇宙和宇宙的镜像以分歧的体例生长。同一年,他们的一名同事吴健雄证了然他们的预言是精确的。她把放射性原子的核摆列在磁场中,使它们的自旋方向分歧。尝试表白,在一个方向比另一方向发射出得更多电子。次年,李和杨为此获得诺贝尔奖。人们还发明弱感化不从命C对称,便是说,它使得由反粒子构成的宇宙以和我们的宇宙分歧的体例行动。固然如此,弱力仿佛确切从命CP结合对称。也就是说,如果每个粒子都用其反粒子来代替,则由此构成的宇宙的镜像和本来的宇宙以一样的体例生长!

如许,我们本身之存在能够为是大同一实际的证明,哪怕仅仅是定性的罢了;但此预言的不肯定性到了这类程度,乃至于我们不能晓得在泯没以后余下的夸克数量,乃至不知是夸克还是反夸克余下。(但是,如果是反夸克多余留下,我们能够简朴地把反夸克称为夸克,夸克称为反夸克。)大同一实际不包含引力。在我们措置根基粒子或原子题目时这干系不大,因为引力是如此之弱,凡是能够忽视它的效应。但是,它的感化既是长程的,又老是吸引的究竟,表白它的统统效应是叠加的。以是,对于充足大量的物质粒子,引力会比其他统统的力都更首要。这就是为甚么恰是引力决定了宇宙的演变的原因。乃至对于恒星大小的物体,引力的吸引会超越统统其他的力,并使恒星坍缩。我在70年代的事情集合于研讨黑洞。黑洞就是由这类恒星的坍缩和环绕它们的强大的引力场产生的。恰是黑洞研讨给出了量子力学和广义相对论如何相互影响的第一个表示――亦即尚未胜利的量子引力论形状的一瞥。

同一电磁力和弱核力的胜利,令人们多次试图将这两种力和强核力归并在所谓的大同一实际(或GUT)当中。

因为夸克有色彩(红、绿或蓝),人们不能获得伶仃的夸克本身。相反,一个红夸克必须用一串胶子和一个绿夸克以及一个蓝夸克连接在一起(红+绿+蓝=白)。如许的三胞胎构成了一个质子或中子。其他的能够性是由一个夸克和一个反夸克构成的对(红+反红,或绿+反绿,或蓝+反蓝=白)。如许的连络体构成了称为介子的粒子。介子是不稳定的,因为夸克和反夸克会相互泯没,而产生电子和其他粒子。近似地,因为胶子也有色彩,色禁闭使得人们不成能获得伶仃的胶子本身。相反,人们所能获得的胶子的团,其叠加起来的色彩必须是白的。如许的团构成了称为胶球的不稳定粒子。

初期宇宙必定是不从命T对称的:跟着时候进步,宇宙收缩――如果它今后发展,则宇宙收缩。并且,因为存在着不从命T对称的力,是以当宇宙收缩时,相对于将电子变成反夸克,这些力将更多的反电子变成夸克。然后,跟着宇宙收缩并冷却下来,反夸克就和夸克泯没,但因为已有的夸克比反夸克多,少量多余的夸克就留下来。恰是它们构成我们明天看到的物质,由这些物质构成了我们本身。

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