宇宙中最小的物质是什么（图）

宇宙最小物质竞争者，黑洞中心奇点（艺术处理，黑洞将邻近星球气体吸引）

到底宇宙中最小的物质有多小？

曾经人们认为周遭世界的构建模块是沙石。后来，原子被发现了，被认为是不可分的，直到其被分为质子，中子，电子。在科学家发现中子，质子分别由三个夸克构成前，他们也看似是基本粒子。

“这次我们尚未能找到一点点能证明夸克里还有什么的现象。”物理学家安迪·帕克（Andy Parker）说，“我们已经探索到了物质的最底层了吗？”

即使夸克和电子不可分，帕克说，科学家们也不知道他们是不是物质存在的最小形式，或宇宙是否含有更微小的物质。

帕克，英国剑桥大学高能物理学教授，最近作客BBC2频道名为“视野：物质有多小”特别节目。

是弦还是点？

实验中夸克电子这样的微小粒子表现的像没有空间分布的物质点。但是点状物质让物理定律变得复杂。因为，你可以无限趋近一个点，其上的力也能变得无限大，科学家对无限大很无奈。

超弦理论（superstring theory）能解决这个问题。该理论假定物质非点状而是环状弦。没有东西可以无限接近环状弦，因为其总会比另外一部分要更近一点。这个“环洞”看似可以解决一些无穷大问题，对物理学家很有吸引力。但到目前尚没有实验证明弦理论是正确的。

解决点问题的另一个方法是说明空间非连续和光滑的，而是实际上由分立点构成，或沙粒，有时被称为空间泡(space-time foam)。在这种情况下，两个粒子不能无限接近因为他们总会被迫间隔最小空间泡数。

奇点

另一项宇宙最小物质竞争者是黑洞中心的奇点。当物质由于引力在足够小空间内被压缩，导致物质内陷，最终压缩为一个无限大密度的点的时候，黑洞就形成了。怎么说，也是根据现有的物理定律得来的。

但大多数专家不认为黑洞真的无限稠密。他们认为这个无限大是两个主导理论（广义相对论和量子力学）的固有冲突的结果，当有量子引力理论解释的时候，黑洞的本质也就揭开了。

“我的猜想是黑洞奇点是比夸克小得多，但我不认为他们密度无限大。”帕克对在线科学说，“最可能的是他们千亿倍以上小于我们所能看到的最小距离。"

如果成立，奇点也就大致是超弦大小了。

普朗克尺度

超弦，奇点，空间泡都约是普朗克尺度的大小。普朗克尺度是1.6 x 10^-35 米——小的不可思议的尺度被应用在物理学各个领域。

普朗克尺度明显小的不能用仪器测量，此外，其也被认为代表了可测量的最小尺度的理论下限。据不确定性理论，没有仪器能测量更小的尺度，因为在那个范围内，物质具有概率性和不确定性。

这个尺度也被认为是广义相对论和量子力学的划分界限。

“这长度也对应于足够强的引力场，其刚能从能量场建立黑洞的尺度。”帕克说，“在普朗克尺度下我们预计量子引力会适用。”

可能所有宇宙最小的物质大致都是普朗克长度大小。