从质量守恒到能量守恒,再到质能守恒,这是我们认识世界的一个缩影,但有一个问题,质能守恒是在二十世纪初期,那会都还没发现裂变和聚变,甚至连衰变都还不清楚,我们是怎么知道质能守恒的? 质能等价?爱因斯坦是在1905年11月21日发表的《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》论文中提出质能等价方程的,但大家对这个质能守恒方程有个误解,认为必须要了解裂变和聚变才能窥见质量与能量之间的秘密,而质能等价(守恒)则是完全是以光速不变和相对性的前提下,满足洛仑兹变换后在狭义相对论中推导出来的其中一个推论。 通过狭义相对论的等效原理和洛仑兹变换推导出来的公式,认为质量和能量是完全等价的,一团质量就是一团能量,一团能量就是一团质量,或者我们可以用一体两面来形容这个公式的定义的关系,当然这在当初并不知道原子核中等量跟这个有什么关系,只是后来在1938年哈恩发现了核裂变的秘密,紧接着1939年汉斯·贝特分析了太阳内核的氢聚变成氦可能不同反应,当然聚变理论提出则更早一些,但曼哈顿工程实现原子弹以及泰勒后来实现了氢弹都证明E=MC^2公式的巨大成功。 物质的由来?质能等价方程的意义并不只是停留在原子弹和氢弹这些人类能制造的极端能量武器上,也不是核裂变电站和解决未来能源的核聚变能源上,而是解决了一个宇宙物质的起源问题。 大爆炸理论的由来 从2000年前的古希腊哲学家到哥白尼,赫歇尔,以及现代哈勃等天文学家都在苦苦思索的一个问题,但在爱因斯坦的广宜乡对论提出以后,似乎一切的发展就开始揭开序幕:
物质是怎么诞生的? 大爆炸理论的萌芽到成熟,大概用了半个来世纪,但宇宙诞生物质只要三分钟,这效率实在是高,但我们却不能复制,仅供围观。
当然这个过程太复杂,我们还是说的白话一点吧: 忽略-忽略-忽略,之前云里雾里都不用说了,从诞生夸克开始,大家都知道物质分到了夸克就分不下去了哈:
当宇宙诞生38万年时温度下降到离子和自由电子互相结合,原子诞生,至此物质的最基本之路就完成了,剩下的就是经过黑暗时代后的诞生的恒星的天下了,除了这三种元素以外,都是有恒星的不同发展阶段形成的,包括各位身上的将近60种元素,有的是大爆炸产生的,比如氢,其他都来自恒星。 准确的说,宇宙从最早那会开始就包含了所有物质,包括我们搞不清楚的暗能量和暗物质,只不过那是物质的另一种形态而已,所以我们根本就不用纠结宇宙中的物质来自于哪里,因为宇宙早就已经准备好了。 |
|