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          筆趣閣 > 都市小說 > 科技之神 > 第20章 自己證明自己的偉大

          第20章 自己證明自己的偉大(2 / 3)

          我們不禁要問,為什么會是這個比例?這是巧合還是必然?如果讓宇宙重來一次,還會是這個比例嗎?還會形成今天的世界嗎?生命的誕生,有沒有其先決條件的充分性?”

          導言寫得倒是很危言聳聽,而且小學生都能聽得懂,至少知道這本書要討論的是什么,現狀如何。

          麻依依覺得這部分沒問題,就繼續往下看專業的部分。

          “宇宙中氫元素與氦原素的比例,乃至于其他比氦更重的元素的比例,最底層的決定法則,在于宇宙中質子與中子的比例。

          眾所周知,標準的氦原子核是由兩個質子加兩個中子構成的,而標準氫原子是由一個質子、沒有中子構成的。氦原子需要1比1的中子與質子,氫原子只需要質子。

          至于比氦更重的元素,在宇宙創世之初并不可能存在,因為它們都是恒星誕生后由于超高壓核聚變反應產生的。在宇宙剛誕生的時候,那里只有輻射,只有高熱和膨脹,引力和壓力都是次要的,所以還輪不到核聚變登上宇宙的舞臺。

          而第一顆恒星的誕生,距離宇宙剛剛誕生已經很遙遠,是宇宙已經足夠冷卻后的產物,也就不在宇宙創世的討論范圍內。

          所以,問題的核心回到了那個最簡潔的表述:宇宙創世之初,為什么氫原素和氦原素的總質量比例,近似接近3比1?為什么那個時刻,質子與中子的比例,接近7比1?”

          讀到這兒,麻依依稍微心算了一下,確認數字沒問題。

          (氫是純質子,所以3份氫就有3份質。氦是質子中子對半分,所以1份氦的質量可分解為0.5份質和0.5份中。因此氫氦相加后,質子中子是3.5份比0.5份,也就是7比1。)

          “這就要從中子的生死存亡法則說起了。眾所周知,中子在沒有被固定到原子核里的時候,以自然游離態存在時,是極為不穩定的,會自動釋放出一個電子,然后其本體衰變為一個質子。

          而且這個過程自然狀態下并不可逆,也就是不帶電的中子會衰變成一個帶正電荷的質子,與一個代負電荷的電子。而帶正電的質子與帶負電的電子,卻沒法重新自發合成中子——這就是原子物理上常說的β衰變。

          不過,自然狀態下上述衰變不可逆,卻不代表宇宙之初時也不可逆——在宇宙剛誕生的0.1秒后,當時宇宙的溫度高達1000億度,在那樣的環境下,電子會因為所攜帶能量過于巨大,而呈現‘強電子’的狀態,這種強電子在撞擊質子時,是可以做到與質子重新融合,變成中子的。

          所以,如果宇宙一直保持1000億度的高溫,那么那兒的質子與中子應該能永遠保持五五開的比例,而不是現在的七比一。后續之所以不可逆了,是因為宇宙快速冷卻了,無法保持一千億度或者至少幾百億度的高溫,僅僅十幾秒鐘后,溫度就下降到了幾十億度,上述強電子與質子重新合成中子的自然逆向衰變,再也無法發生。

          到了這一步,問題也就進一步轉化了:從中子開始批量因β衰變而‘死亡’、轉化為質子開始,到宇宙的溫度降低到足以產生穩定的原子核之前,還能活下來多少個中子?”

          麻依依讀到這兒,書的第一部分的梗概大致就看完了。

          很宏大,后面第二部分則是各種嚴謹的計算。

          顧玩在書里演算了質子和中子能夠組成氦原子核時,所需的溫度——在之前1000億度到幾十億度的時候,原子核都是沒發存在的。因為太熱了,基本粒子運動太劇烈了,原子核根本沒法存在,因為束縛不住,會被質子和中子掙脫。

          原子核要存在,需要的上限溫度是9億度。

          也就是超過9億度,所有原子都會崩,都無法以原子態存在,只能以離散的質子中子電子等基本粒子態存在。

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