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宇宙四种相互作用(有一种你肯定知道)

时间:2023-07-02 07:17:01

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宇宙四种相互作用(有一种你肯定知道)

“离娄之明,公输子之巧,不以规矩,不能成方圆。”这是出自战国《孟子·离娄上》的一句话,意思“像从前离娄那样精明的眼睛,公输般那样的巧匠,不凭规和矩,是画不成方圆的”,后来有了“无规矩,不成方圆”真理。宇宙也是一样,自大爆炸以来,宇宙在无穷无尽的变化着,才形成现在的宇宙,并将继续日新月异着。看似不规则的世界,却冥冥中早有安排,而这些安排无时无刻不影响着宇宙。自然界中存在着四种相互作用,可以理解为规则,假如没有它们,无法想象我们的过去、现在、未来将怎么样。

一、宇宙第一主宰--万有引力

在霍金大爆炸理论中阐述,万有引力创造了璀璨的宇宙,将气体、微粒、尘埃聚集起来,形成了今天各种元素,进而形成星云、星系、星球,形成了我们耀眼的太阳、明亮的月亮、多彩的地球。如果没有万有引力,地球就不会被约束在恰当的位置,刚刚好的距离,刚刚好的温度,享受着太阳的福泽。而我们会成为“孤魂野鬼”,成为“流浪地球”。在宏观世界,万有引力才起作用,它遵循着牛顿力学定律,即万有引力正比于物体的质量。而在微观世界的原子、分子之间的引力完全可以忽略不计。

二、构建世界的神--电磁相互作用

在物质内部,分子与分子之间彼此相互作用的分子间作用力,就是电磁力的一种形式。分子间作用力促使一般物质呈现出各种各样的物理与化学性质。由于电子与原子核分别带有的负电荷与正电荷,它们彼此之间会以电磁力相互吸引,使得电子移动于环绕着原子核的原子轨道,与原子核共同组成原子。分子的建构组元是原子。几个邻近原子的电子与电子、电子与原子核、原子核与原子核,以电磁力彼此之间相互作用,主导与驱动各种化学反应,因此促成了所有生物程序。

三、恶魔或者天使--强相互作用

众所周知,中子是不带电的,基本上不与原子核、电子发生电磁相互作用,但它参与强相互作用。在微观世界,核子间的核力就是强相互作用。它抵抗了质子之间的强大的电磁力,维持了原子核的稳定。强相互作用也将夸克基本粒子结合成为质子及中子等强子,这也是组成大部分物质的粒子。而且一般质子或中子里,大部分的质能是以强相互作用场能量的形式存在,夸克只提供了1%的质能。

强相互作用的作用力非常强,大到束缚一个夸克的能量可以转换为新的夸克对的质量,强相互作用的这个性质称为夸克禁闭。强相互作用是唯一强度不会随距离减小的作用力,但因为夸克禁闭,夸克会限制和其他夸克在一起,形成的强子之间会有残留的强相互作用,也称为核力,核力会随距离而迅速减少。

撞击原子核释放的部分束缚能和产生的核力有关,而核力也用在核能及核聚变式的核武器中。利用这个作用造成原子弹、氢弹的爆炸。甚至制造中子弹,中子弹爆炸产生的中子射线具有极强的穿透力,可以穿透坦克杀死里面的士兵。在宇宙中,强相互作用主宰太阳和所有恒星的燃烧。没有它就没有璀璨的星空,没有地球如此绚烂多彩的世界。

四、难以捕捉的幽灵--弱相互作用

与强相互作用一样,弱相互作用也参与太阳等恒星内部的氢聚变反应,以及地球上的放射性衰变。把β射线从原子核激发出来的,就是弱相互作用。弱相互作用不但比强相互作用弱得多,而且作用距离也强相互作用更短,不到强相互作用距离的1/100。中微子不带电,只参与弱相互作用。因为与其他物质相互作用极其微弱,因此它能够轻易穿透大部分物质,包括地球。万物内部是空旷的,它是第一体验者。

弱相互作用在测定古生物的年龄中发挥着很重要的作用。1960年获得诺贝尔化学奖的威拉得·利比发,发明了放射性碳定年法,也叫碳测年、碳十四定年法或碳十四年代测定法。它一种是利用自然存在的碳-14同位素的放射性定年法,用以确定原先存活的动物和植物的年龄的方法。弱相互作用在粒子的β衰变中最为明显,在由氢生产重氢和氦的过程中(恒星热核反应的能量来源)也很明显。放射性碳定年法用的就是这样的衰变,此时碳-14通过弱相互作用衰变成氮-14。

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显示评论内容(2)
  1. 侯冠羽2023-11-21 23:41侯冠羽[贵州省网友]203.18.105.4
    哈哈哈我知道那种相互作用是引力这就是我们为什么会被地球吸引原因嘛!
    顶0踩0
  2. 雪花变成了冰凌2023-09-11 15:29雪花变成了冰凌[安徽省网友]203.83.61.100
    哇我真没想到宇宙还有四种相互作用!感觉真是太神奇了。
    顶0踩0
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