宇宙的组成,物质/能量,空间,信息。质量的来源无非是夸克的动能和胶子场的势能占大头,再加上微量的希格斯机制赋予粒子的质量。
归根结底,质量就是能量。
信息就是能量的状态。
空间是二者的载体。
这就是我们这个协调而又美观的宇宙。
接下来是天书,如果无法理解的话,可以跳过,我会在下面留个标记“(?????????)”,虽然写的时候我查了很多东西,但是就因为查了很多东西,我才觉得大部分人不会看下去,太干巴了!比干巴老头都干巴!!!
(?????????)
根据现代物理学理论,整个宇宙中遍布着许多不同类别的量子场。这些场遍布整个宇宙的所有空间,在所有的位置都存在。
平时在没有吸收足够的能量的时候,他们只处于基态,也就是基础状态,一旦他们吸收了足够的能量就会进入激发态,就会“吐出来”一个甚至多个对应类别的粒子。产生粒子数的多少和场吸收的能量正相关,不同的场都有一个不同的能量阈值。
比方说,光子场吸收一份能量会产生一个光子,吸收两份能量产生两个,而吸收一坤份能量还是会产生两个。毕竟,宇宙中不可能存在半个基础粒子。不同的量子场会激发出不同的基础粒子,比如说:胶子场激发出的是电子;夸克场激发出是夸克子;光子场激发出是光子;电子厂激发出的是什么?是骡子!
这些宇宙的基本粒子都诞生于场的激发,而场的激发是需要能量的,所以说能量,就是宇宙的基础之一。根据质能方程,质量可以转化为能量,公式是E=Mc2(也就是能量等于质量乘以光速的平方)。但是这个公式是不完整的,完整的质能方程公式为E2=P2c2+M2c?(能量等于质量加上动量),可以简化为E=γMc2(伽马是洛伦兹因子,用来修正运动状态下的质能方程)。
想要说明原子的质量(M)来源,那么就要必须提到原子的构成?原子由电子、质子和中子构成。质子和中子又属于同一类,它们都是由夸克构成,只不过一种带电荷,另外一种不带电荷。电子比较简单,所占原子质量的比例也极其微小。所以这里我就先不做讨论,只研究比较复杂的质子质量来源。
要研究质子的质量来源,就要了解质子的构成——一个质子由三个夸克构成,分别是两个上夸克,一个下夸克。上夸克携带正的2/3个电荷,下夸克带有负的1/3个电荷,抵消之后,质子这个团携带正一个电荷。
那么,要研究质子的质量,就要先了解夸克的质量,而要了解夸克的质量,就必须要提到一个名叫希格斯场的特殊场。
这个场之所以特殊,是因为它天然具备能量。它不像是其他的量子场,需要外来能量激发之后才能产生出粒子,希格斯场的真空期望值不为零。也就是说,它初始就是具备能量的。其他的基本粒子会和希格斯场发生作用——希格斯机制,以一种相对具象化的描述来说的话就是:希格斯场就像是“粘液块”,像夸克电子这种费米子会被希格斯场所阻碍,被希格斯场赋予“惯性”,这种所谓的惯性就是质量。而胶子光子这种不会和希格斯场相互作用的粒子,它们不再被“粘液块”阻碍,他们可以顶着上限光速运动。
希格斯机制:希格斯场会因为自发对称性破缺,产生希格斯玻色子,希格斯玻色子和其他的粒子发生作用
现在我要举一个比较简单的例子:假如说我把一个绝对光滑的圆球,静止在一个绝对光滑的圆锥形山坡顶上,此时小球具备从高处滚到低处的势能。如果给与它一个任意方向的扰动,那么这个小球有可能会往任意一个方向滚下去。它既有可能往前滚,也有可能是往后滚,有可能是往左滚,有可能是往右滚。在各个方向上滚下去的可能性都是一样的。那么我们可以说:这个系统是对称性的,就像小球的可能轨迹是轴对称的一样。如果说这个系统在最开始的时候,这个小球没有滚下去,那么在没有外力扰动的基础情况下,这个小球是绝对不会滚下去的,无论时间过去多久,这个静止的圆球都会一直静止在光滑的山坡顶上。无论时间过去多久。这个系统都将一直保持对称状态。可是现实并非如此,根据自发对称性破缺原理,我们知道:在没有任何外界因素扰动的情况下,这个小球或许在很长的一段时间内都保持静止,但是在某一刻,它会无缘无故的自己滚下来,小球从高势能状态跌到低势能状态。系统的对称性在某一刻自发的破坏掉,即是自发对称性破缺。
回到我们要讨论的问题上,质子的质量等于夸克的静质量,加上夸克的动能和夸克的势能。之所以三个夸克可以粘合到一起形成字形成质子,是因为夸克之间存在强相互作用力。这种强相互作用力把这三个夸克吸附到一起,而强相互作用力是通过胶子进行传递的、弱相互作用力是通过WZ玻色子进行传递的、引力是通过引力子进行传递的、电磁力通过光子进行传递一样。刚才我们已经说过了:光子胶子这两个粒子不会和希格斯场相互作用,他们是不具备质量的。所以,在谈论夸克的质量的时候,我们不用考虑再深入一层去研究胶子的质量。
那么,结果就出来了,质子的质量等于质子的所有能量:夸克的静质量、夸克的动能和夸克的胶子场势能之和。
所以我们这个宇宙的物质构成?就是围绕希格斯场形成的。现在电子围绕着质子运动,由于海森堡测不准原理,我们只能确定电子是在质子周围以一种电子云的方式存在,电子可能存在于这个电子云里面的任何一个位置。如果我们能够确认这个电子的速度,那么我们不知道有这个速度的电子在什么位置,如果我们能够知道这个电子的位置,那么我们就不知道这个电子的详细速度。
(?????????)该内容来自于现有的量子物理学和基础物理学,至于什么超弦理论,未经证实,不予采信。