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粒子怎么形成的 真的存在宇宙粒子吗(粒子与宇宙的四种相互作用)

粒子怎么形成的 真的存在宇宙粒子吗(粒子与宇宙的四种相互作用)

更新时间:2024-05-28 12:54:05

粒子怎么形成的 真的存在宇宙粒子吗

粒子的产生都是从宇宙大爆炸开始的

粒子及各物质元素形成过程

  宇宙最开始,没有物质只有能量,大爆炸后物质由能量转换而来(质能转换E=mc²),当代粒子物理学告诉我们,在足够高的温度下(称为“阈温”),物质粒子可以由光子的碰撞产生出来。下面是宇宙物质进化的详细过程:

  宇宙诞生第1/10000秒(时标),温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子。在达到平衡状态时,粒子总数大致于光子总数相等,未经湮灭的强子破碎为“夸克”,此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”。宇宙中的粒子品种有:正反夸克,正反电子,正反中微子。最后,有十亿分之一的正粒子存留下来;

  时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温。光子产生强子的反应已经停止,强子不再破碎为夸克,质子中子各占一半,但由于正反质子正反中子不断湮灭,强子数量减少。中子与质子不断相护转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子:中子=76:24;

  时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成。中子衰变现象出现,衰变成质子加电子加反中微子。这时质子:中子=83:17;

  时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子:物质粒子=10亿:1,中子不在衰变,质子:中子=87:13(一直到现在);这时出现了一个非常重要的演化:由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来。宇宙进入核合成时代。(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核)

  时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态。开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代。在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代。(光子随着温度的降低而可以自由穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!)

  时标4亿—5亿年,温度100开。物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成。

  随着第一批恒星的形成,原子在恒星的内部发生了核聚变反应,进而出现了氦,炭、氧、镁,铁等元素原子核。核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下 (如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

  (值得注意的是,不同质量的恒星能引发的核聚变程度不同,太阳主要为氢—氦聚变,重一点的会引发炭—氧—镁聚变,再重的会引发下一轮聚变。总的顺序简略依次为:氢—氦—炭—氧—镁—硅—铁。但无论恒星多重,最终的聚变结果只能是铁,恒星内部不能产生比铁更重的原子核!)

  凡是元素周期表上有的(除人造元素外),都是在恒星大炼炉里形成的,铁以后的原子核,只能在超爆中产生。

基本粒子是由能量产生的,能量与物质是同一个事物在不同能量级的表现,宇宙空间的场是能量向物质转化的中间产物,也就是说没有最基本粒子,能量衰变的场,就变成物质!光子是场向物质转化的初级可见物质,部分光子是人类肉眼无法看见的!

光子衰变可以直接变成所谓的电子,电子速度约等于光速,质子是拥有了大部分的质量,质子与电子结合可以变成中子,其实质子又是中子与正电子结合的产物,质子与电子结合时其正电子与负电子结合变成光子能了,和不带电的物质,中子经过激发可以释放电子,基本粒子不存在

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