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那里深藏着宇宙诞生的秘密,可看到大爆炸百万分之一秒后的情景

最初的宇宙是只有能量的混乱局面,那么它是如何变成物质宇宙的呢?要解开这个问题,就得问爱因斯坦以及他著名的方程式,那就是能量等于质量乘以光速平方。在爱因斯坦的理论出现前,大家都说物质是物质,能量是能量,两者泾渭分明。但是爱因斯坦说,这两者是同一样东西。

爱因斯坦发现物质不过是凝聚的能量,这个想法改变了我们对宇宙的认识,也让我们能够造成毁灭性的破坏。能量可以变成物质,反之亦然,就连一小勺的物质,都可以产生百万氢弹的破坏力。原子弹将物质转换成能量,大爆炸则是把能量转换成物质,但是这种物质跟形成我们世界的物质不同,那么最初的物质是什么样子呢?

布鲁克哈芬国家实验室拥有相对论性重离子对撞机,简称RHIC,这里能重新制造出大爆炸发生百万分之一秒后的新生宇宙物质,这个对撞机可说是时间机器,可以模拟大爆炸发生一微秒之后的早期宇宙。

对撞机把金原子核射进2.5英里长的环形隧道,每秒发生7.8万次,速度接近光速,然后原子核在巨大的螺线管径侦测器里对撞,这就像让两辆车直接对撞,然后分析飞溅的碎片推测车子的样子,这就是对撞机团队的工作,他们让质子对撞成碎片,由此寻找质子的成分。

对撞后可以发现,每次的对撞都不一样,有些对撞产生的轨迹比较多,而事实上,这些曲线就是对撞产生的粒子。每次对撞产生的粒子数量也不同,数量取决于对撞的力量。

科学家团队看到的其实就是最基本粒子的喷溅轨迹,这粒子就是夸克。夸克通常被封锁在质子跟中子里,但是只要给夸克足够的能量它就能挣脱。

科学家当时预期夸克挣脱质子跟中子之后应该不会产生交互作用,而是会流进侦测器,但是结果的发现是前所未见的,那是从未测量过的完美液体,它的流动性比水还要高,让科学家们大感意外。对撞结果显示基本粒子的完美液体是在大爆炸发生百万分之一秒后形成的,但是它并没有持续很久。

宇宙不断扩张,就在它冷却时,强核力出现并产生重大影响。强核力最重要的性质,就是它会把夸克禁锢在我们今日看到的质子跟中子。当宇宙温度降到两兆度时,强核力将夸克凝聚起来,以三个为一组,形成了质子和中子,这两者是原子的成分,宇宙便逐渐变成我们所知的样子。

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