笨蛋!一切都是能量 –序言

在学过吴军老师的科技史纲,听完香帅的讲座《笨蛋!一切都是货币》,就有一个冲动 用摆脱理工科思维的方式,通俗的讲讲科普,也写一系列小小的科普文章。名字就叫《笨蛋!一切都是能量》

这篇引言是来自于著名的科普书《给忙碌者的天体物理学》,本想卖关子,放在这一系列的最后拿出来解释为什么一切都是能力,可思前想后,一个是感觉,先抛出来一切都是能量,大家能在达成一致的前提下继续下面的写和读,会更容易沟通;再者,自己没大自信能把这个系列写完,还是先给出解释吧。

好了,下面是引述,让它再次打开我们宇宙观的认知,一切都是能量:

物理学家的观测和计算结果是我们这个宇宙起源于137亿年以前的一次“大爆炸”。

我们已知的物理定律只能从宇宙起源10^(-43)秒之后开始起作用 —— 这就是“普朗克时间”,物理学一共有四种基本相互作用:引力、强相互作用、弱相互作用(杨振宁先生的宇称不守恒就是在这里做出的贡献)、电磁相互作用。在普朗克时间之前,四种相互作用是统一在一起的,描述那样的状态需要把广义相对论和量子力学统一在一起。

从10^(-43)秒开始,引力就脱离出来,单独起作用了。那时候宇宙还是个直径为10^(-35)米的一个小点,但温度无比的高。

到10^(-35)秒的时候,强相互作用和“弱电相互作用”分开了。到稍微更晚的时候,弱相互作用和电磁相互作用分开了。

到一万亿分之一秒的时候,宇宙里有了粒子 —— 夸克和轻子已经出现了。电子就是我们最熟悉的“轻子”。这时候宇宙里有夸克和电子,还有反夸克和反电子。2012年的时候,物理学家知道,在当时那个高温条件下,夸克和电子都可以自由行动,宇宙就好像是一锅夸克轻子粥。

这锅粥里的主要活动是正反物质的产生和湮灭。夸克和反夸克,电子和反电子一旦相遇就会湮灭并且释放两个极高能量的光子,而在这个时候宇宙的高温之下,光子又会再产生正反夸克和电子。一个正电子刚刚产生之后,又马上跟另外一个电子相遇,又湮灭成光。

这是一个非常有意思的机制。如果正反物质总是成对产生、成对消失,那为什么我们现在的宇宙里都是正物质,没有反物质呢?出于某种还不为物理学家完全理解的原因,每十亿对夸克和反夸克湮灭,会留下一个正夸克作为幸存者 —— 我们今天的世界,都是这样的幸存者组成的。这些幸存者实在太幸运了,如果每个人都是早期宇宙中的一个正夸克,这就等于说今天活着的全体中国人中,只有一个人能幸存!

到百万分之一秒的时候,整个宇宙已经膨胀到像太阳系这么大了,温度进一步下降, 夸克们会被三个一组束缚在一起,形成“重子” —— 也就是质子和中子。

但与此同时,质子和反质子,中子和反中子之间也要不停地发生碰撞湮灭变成光子,光子再生成正和反的质子和中子。正物质的质子和中子的幸存率,也是十亿分之一。

到一秒的时候,宇宙已经膨胀到几光年这么大了。更低的温度使得质子和中子被结合在一起形成原子核,其中90%是氢原子核,剩下的10%是氦原子核,其他元素极少,都可以忽略不计。

这个时候,光子温度只够它产生正电子和反电子,但是电子和反电子之间也在不停地发生湮灭 —— 同样的道理,因为十亿分之一的幸存率,最后剩下的全是电子。

等到宇宙年龄是三十八万年的时候,温度低到让所有电子都被原子核捕获,变成氢原子和氦原子。

到十亿年的时候,这些原子在引力的作用下结合在一起,就会变成恒星,然后这些恒星又会组成星系。那个时候,我们已经有了一千亿个星系,每个星系里面会有几千亿个恒星。

其中有些比太阳大十倍的恒星,在高温高压之下,可以生产一些更重的元素,比如氧和碳之类。这些恒星最后会爆炸,重元素被传播出来,散布在整个宇宙之中。正因为这样,今天我们才会有这些重元素,否则宇宙中就几乎全是氢和氦。

又过了九十亿年,在宇宙中某个不起眼的地方产生了一个不起眼的恒星,这个恒星就是太阳。太阳所处的位置正好有很多重元素构成的气体,这些气体在引力作用下慢慢凝聚在一起,形成了行星。

其中某一颗行星,距离太阳不远不近,正好允许液态水的存在,这个行星就是地球。此后又经过无数机缘巧合,地球上有了生命,生命演化,最后终于有了你。

有个著名的说法说,我们每一个人都是一亿分之一的幸运者。这因为当初精子和卵子结合,是一亿个精子中只有一个最终能进入卵子形成受精卵,在这场竞争中,我们每个人都打败了一亿个精子。

但是你想想宇宙的起源!我们的幸运度其实比这要严重得多 —— 构成你身体的、你周围环境的每一个原子,都是这么幸运。每一个原子身上的每一个质子、中子、电子,都是正反物质湮灭中十亿分之一的幸存者!

我们都是能量的聚合体,一切都是能量!

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,185评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,445评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,684评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,564评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,681评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,874评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,025评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,761评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,217评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,545评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,694评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,351评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,988评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,778评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,007评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,427评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,580评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容