第1324章 渊天宫（161）（1/1）

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普通物质和对物质作用的力可以用基本粒子来描述。这些粒子有时被描述为基本的，是因为它们有一个未知的子结构，而且不知道是否由更小甚至更基本的粒子组成。标准模型是一个核心问题，它涉及电磁相互作用和弱相互作用与强相互作用。标准模型由实验确认存在构成物质的粒子支持：夸克和轻子及其相应的反物质，以及传递基本相互作用的作用力粒子：光子、W及Z玻色子、胶子。标准模型预测了最近发现的希格斯玻色子的存在，这种粒子是宇宙中能够赋予粒子质量的一种场的表现。由于成功地解释了各种各样的实验结果，标准模型有时被视为“万物理论”。标准模型尚不能容纳引力，一个真正的作用力粒子“万物论”尚未实现。

强子是一种由夸克构成的复合粒子，由强相互作用聚集在一起。强子被分为两个家族：由三个夸克构成的重子（如质子和中子），和由一个夸克和一个反夸克组成的介子（如π介子）。在强子中，质子是稳定的，在原子核内被约束的中子也是稳定的。其他的重子在一般条件下是不稳定的，因此是现代宇宙中微不足道的成分。从大爆炸后约10-6秒开始的重子时期，宇宙的温度已经下降到足以使夸克结合成重子，而且当时宇宙的质量则由重子主宰。最初的温度足够高，可以形成重子/反重子对，使物质和反物质保持热平衡。然而，随着宇宙温度的不断下降，重子/反重子对不再产生。绝大多数的重子/反重子在粒子/反粒子湮灭反应中被消耗，因此在宇宙诞生大约一秒后只留下少量的重子。

轻子是一个基本的半整数自旋的粒子，不经历强相互作用，但受制于泡利不相容原理，同一种类的两个轻子不能同时处于完全相同的状态。存在两个主要的轻子类别：带电的轻子（也称为电子样轻子）和中性轻子（更广为人知的是中微子）。电子是稳定的，是宇宙中最常见的带电轻子，而μ子和τ子是不稳定粒子，在高能碰撞中产生后会迅速衰变。典型的高能碰撞例如宇宙射线或粒子加速器。带电的轻子可以与其他粒子结合，形成各种复合粒子，如原子以及一个电子与一个正电子组成的电子偶素。电子控制着几乎所有的化学过程，因为它存在于原子中，并且直接与所有的化学性质有关。中微子很少与任何东西相互作用，因此很少观察到。中微子流遍整个宇宙，但很少与普通物质相互作用。轻子时期处于宇宙进化早期，当时轻子主宰着宇宙的质量。轻子时期开始于大爆炸后大约1秒，在大多数的重子/反重子在重子时代结束时互相湮灭之后。在轻子时期，宇宙的温度仍然高到足够以产生轻子/反轻子对，因此轻子/反轻子处于热平衡状态。大爆炸后大约10秒，宇宙的温度已经下降到不再能产生轻子/反轻子对。大多数轻子和反轻子随后在湮灭反应中被消耗，留下少量的轻子残留物。之后宇宙进入光子时期，宇宙的质量被光子所支配。

光子是光和所有其他形式电磁辐射的量子。光子是电磁力的力载体，即便通过虚光子（虚粒子）交换处于静态也是如此。这种力的影响在微观和宏观层面很容易观察到，因为光子静质量为零，这允许光子长距离相互作用。与所有基本粒子一样，光子用量子力学解释得最好的，并表现出波粒二象性，即同时具有波和粒子的双重性质。大多数轻子/反轻子在轻子时代结束时被湮灭，随后大爆炸后约10秒进入了光子时期。原子核是在光子时代的最初几分钟的核合成过程中创造的。在光子时代的剩余时间里，宇宙是一团包含着原子核、电子和光子的炙热、致密的等离子体。大爆炸后约38万年，宇宙的温度下降到原子核可以与电子结合产生中性原子。因此，光子不再与物质频繁相互作用，宇宙变得透明。这个时期产生的光子高度红移形成了宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射中可检测到的温度和密度的微小变化，是随后一切结构形成的早期原因。

广义相对论模型：广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1915年发表的关于引力的微分几何物理学理论，也是现代物理学对引力的描述，也是当前宇宙模型的基础。广义相对论概括了狭义相对论和牛顿万有引力定律，对引力作为空间和时间（时空）的几何属性提供了统一的描述。特别是，时空的曲率与存在的任何物质和辐射的能量和动量直接相关。该关系由爱因斯坦场方程（一个偏微分方程体系）指定。在广义相对论中，物质和能量的分布决定了时空的几何形状，而时空的几何形状又描述了物质的加速度。因此，爱因斯坦场方程的解描述了宇宙的演化。结合对宇宙中物质的数量、类型、分布的测量，广义相对论方程描述了宇宙随着时间的演变。宇宙的最终命运仍然未知，因为它严重取决于曲率指数k和宇宙常数Λ。如果宇宙足够密集，k将等于+1，这意味着整个平均曲率是正的，宇宙最终将在大挤压中重新坍缩，可能在大反弹后开启一个新的宇宙。相反，如果宇宙的密度不够，k等于0或-1，宇宙将永远膨胀、冷却并最终到达大冻结和热寂。现代观测数据表明，宇宙的膨胀速度并没有像最初预期的那样下降，而是在增加。如果这种情况无限期地继续下去，宇宙最终可能会达到大撕裂的结局。

多重宇宙假说：一些推测性理论提出，当前宇宙只是一组不连续的宇宙中的一个，统称为多重宇宙，挑战或增强了有限定义的宇宙。科学的多重宇宙模型不同于模拟现实等概念。美国宇宙学家马克斯·泰格马克（Max Tegark）为科学家为应对各种物理问题而建议，而将不同类型的多重宇宙论模型分成了四类。