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最初的能量是如何转化为物质的?答案颠覆我们的传统认知!

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现代主流科学理论认为,我们的宇宙诞生于138亿年前的大爆炸。大爆炸之初宇宙中只有纯能量,你有没有想过,纯能量到底如何转化为物质的?如今我们能看到各种各样的物质,这么多的物质是如何演变来的?



宇宙大爆炸理论强调,138亿年前的奇点突然膨胀创造了如今的一切,奇点的体积无限小。但这个诡异的奇点是怎么出现的?

严格来讲这并不属于现代科学研究的范畴,因为人类已知的所有大自然法则在奇点面前都失效了,因为人类科学研究的范围并不涉及无限,无限本来就是一个抽象的概念,而人类只能研究具体的事物。



而且,宇宙大爆炸理论还表明,时间和空间都是随着宇宙大爆炸而产生的,对于我们来讲,宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之后的时间才是有意义的,研究之前的时间是没有意义的,因为普朗克时间是有意义的最小时间单位。

不过,我们可以尝试用一种前沿的理论,量子场论理解“宇宙大爆炸之前”到底发生了什么。量子场论是基于量子力学诞生的理论,它同样相当诡异,不能用我们的传统思维去理解。

按照量子场论的诠释,绝对的真空是不存在的,宇宙一开始并不是“什么都没有”,而是存在着最基本的场,很多类型的场,比如说电子场,中子场,希格斯场等。



没有任何干扰的情况下,这些场都处于基态,也是最稳定的状态,就像是一片风平浪静的大海那样。

不过根据量子力学的不确定性原理,处于基态的场一定会出现某种扰动,从而让场从基态变成激发态,这就像风平浪静的大海突然变得汹涌澎湃。但是激发态的场总是会倾向于回归到基态,于是各种不同形式的场就在基态与激发态之间来回上演。



其实这就是量子涨落的过程,当场从基态转为激发态的时候,处于激发态的场就会表现出波动,而波动就会带来能量,具体表现为量子涨落,正反虚粒子对会衍生出来,然后发生湮灭瞬间消失。

这并不违反能量守恒定律,按照量子力学不确定性诠释,只要整个过程时间足够短,就可以一直上演量子涨落。而由于时间和能量具有不确定性,时间越短,量子涨落的能量就越大。



于是,某个偶然情况下,在极短的时间里,量子涨落的能量可以达到足够大,甚至可以无穷大,这就是奇点的诞生。

但是,衍生出来的虚粒子不应该瞬间湮灭才对吗?理论上确实如此。不过随着宇宙开始急剧膨胀,衍生出来的正反虚粒子对可能会移动得非常远,以至于它们完全找不到自己的另一半,结果就不会发生湮灭。

于是,未能湮灭的虚粒子就成为了实体粒子,很多基本粒子就是这样产生的,比如说电子,光子等。



能够看出,电子光子还有其他所有的基本粒子,本质上仍旧是能量,它们看起来有形的实体本质上只是能量波动产生的,也就是较大的量子涨落。

理论上讲,通过量子涨落产生的基本粒子,比如数光子,电子等都应该以光速飞行,但事实上并非如此,只有光子和胶子等少数基本粒子的速度为光速,像电子质子等基本粒子的速度都达不到光速。

为何会这样呢?



这都是希格斯场的功劳。宇宙中到处充满了这种场,希格斯场的扰动就会形成希格斯粒子,这种粒子是万物质量的源泉,因此也被称为“上帝粒子”。

电子质子等之所以拥有质量,就是因为本来应该以光速飞行的它们,会与希格斯粒子发生作用,然后就减速了,正是在减速的过程中,电子质子等基本粒子获得了质量。也就是说,希格斯粒子赋予了基本粒子以质量。



而像光子和胶子等基本粒子不会与希格斯粒子发生作用,所以它们没有质量,严格来讲没有静质量,只能以光速飞行,而且一出生就是光速。其他基本粒子无论如何都达不到光速。

总之,按照量子场论,我们的宇宙很可能是由一次巨大的量子涨落产生的,而量子涨落的本质就是不确定性。为什么会有不确定性呢?我们不得而知,目前只知道不确定性确实存在,它也是量子世界的固有属性。



说白了,在宇宙还没有诞生之前,就存在某些最基本的东西:场,场是一切诞生的基础,包括物质和质量都是场赋予的。而场的状态与我国古代提出的“混沌”状态非常相似,都是无法用语言准确描述出来的状态!

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