一、宇宙到底是啥?
宇宙到底是啥?你可能会回答:每个人眼里的宇宙都不一样。果然机智!但是,如果发出那个直击灵魂的拷问:
宇宙是什么?
宇宙从哪里来?
宇宙要到哪里去?
有混子哥在,这都不是事儿。这本《半小时漫画宇宙大爆炸》就来告诉你答案。还等啥?赶紧上车!
第一章,我们先来点儿基础的,就聊一个话题:宇宙到底是什么?
古人发现,宇宙其实不仅仅是一堆星星,还和空间、时间有关。自古就有一种对宇宙的定义:
往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。
翻译成现代文就是:
宇宙和空间的关系还好理解,可是宇宙和时间到底有什么关系呢?
1. 时间
古人用天象作为计时的工具。他们通过大量观测发现,月亮运转变化的周期约为29.53天,于是就规定30天为一个“月”。
“月”是指月相变化一个周期的时间。
而一天就是一个昼夜。
古人认为:一“年”就是太阳沿着天球运转一圈的时间。现在“年”一般是指地球绕太阳公转一周的时间。
天球就是在天文学上想象出的与地球有相同球心、相同自转轴而且半径无穷大的一个球体。
对于古代人而言,太阳和月亮的运行变化就对应着时间的变化,所以,时间是宇宙的一部分。
这也解释了为什么霍金的科普书明明是一本讲宇宙的书,却可以叫作“时间简史”。
2. 空间
虽然空间也是宇宙的一部分,但有一个谜团一直深深地困扰着人类:
宇宙空间到底有多大?
目前一些科学家认为:宇宙很可能是无限大的。
我们来总结一下,宇宙中从小到大的天体结构:
现在我们知道,宇宙不只包含时间和空间,还包含了各种物质,比如行星、恒星等。
3. 宇宙里的主角——基本粒子
要想弄明白这个问题,我们就得换个角度,往小了看。
天文学家怎么也弄不清楚的物质组成问题,被粒子物理学家一顿捣鼓,得出了惊天结论:
物质都是粒子抱团抱出来的!
下面我们就来看看,究竟是哪些粒子抱团,竟能抱出整个宇宙。
真的都是很小很小的粒子!
早在古希腊时期,泰勒斯就开始研究万物的本原,并指出万物的本原是水。
探究万物是怎么组成的,泰勒斯是全宇宙头一份,他明明白白地给大家指好了道,堪称——
宇宙最强指路人!
沿着指好的道,科学家们又勤勤恳恳工作2000多年,终于弄明白了物质的本原。
被打开的原子,里面原来还有这么多的“小字辈”,科学家们认为,像夸克、电子、胶子等不能再分的、宇宙第一号的小字辈,就是构成物质的最小粒子,叫作基本粒子。
这些粒子就是宇宙中抱团的主角。
那这些基本粒子究竟是怎么抱团的呢?
为了方便理解,可以把它们分成两大类:
在“胶水”的作用下,小块的“肉”被粘起来,变成大的物质。
温馨提示:
玻色子的作用是传递相互作用,让费米子之间产生联系。自然界中存在4种基本相互作用,也叫4种基本力,它们是引力、电磁力、弱核力、强核力。
科学家们已经找到参与3种相互作用的基本粒子,但还没有找到传递引力的基本粒子“引力子”。
费米·子
为了纪念费米的科学贡献,一类基本粒子叫作费米子。
玻色·子
为了纪念玻色的科学贡献,一类基本粒子叫作玻色子。
在费米子的大家族中,又分出了两类:
在玻色子的大家族中,也分出了两类:
也就是说,把物质切到最后,就剩下一堆夸克和轻子,以及起到粘贴和稳定作用的玻色子。
自然界中还存在着非标准玻色子,比如:
介子是由2个夸克构成的,它并不属于基本粒子,因为它可以再分。
这种认为所有物质都由基本粒子组成的理论,也叫作“粒子物理标准模型”,是现在的主流理论。
温馨提示:
关于宇宙的最基本结构,现在科学家们又有了新的想法,认为宇宙的最基本结构是弦,这种理论也叫弦理论。但是现在还无法验证,我们也就暂不多说。
敲黑板复习一下,宇宙中除了时间和空间,还有一堆主角:基本粒子。它们抱团构成不同的物质,宇宙中的基本粒子大概可以这样分:
好了,抱团的主角就先介绍到这里,至于各种粒子抱在一起会发生什么?
请看下一章:
宇宙究竟是怎么来的?