宇宙中最小的物质是啥东西,具体有多小?
他们所看得到的宇宙天地万物都是有着内部构造的,换句话来说便是,它们是由较小的物质组成的,那样宇宙中最小的物质到底是什么呢?
在过去日里头,我们一直在专注于探索物理极限,试图找到这个答案,最初的时候,人们普遍认为原子便是宇宙中最小的物质了,不过后来科学家发觉原子都是由较小的物质组成,即反质子、中子电子。
再之后,强子对撞机出现,通俗点说,这种机器能够把微观粒子加速到非常高的速率(能够接近光速),随后让它互相碰撞,在相撞以后,微观粒子就有可能被撞烂,然后我们还可以在这种“残片”中寻找较小的化学物质。
凭着这一强悍的专用工具,科学家们进行了大量的粒子对撞试验,并且在试验中发现形形色色的颗粒,对其他们进行筛选以后,就得到了一个“粒子物理数据库的特点”。
这种颗粒看起来让人有点目不暇接,可事实上我们可以把他们分为三大类,第一类颗粒是“费米子”,这当中轻子和亚原子,亚原子在强相互作用力的影响下能够形成“重子”及其“介子”,而大家熟知的反质子和中子实际上就是属于“重子”。
通俗点说,2个上夸克和一个下夸克就构成了反质子,而一个上夸克或两个下夸克就构成了中子。我们都知道,反质子和中子就构成了原子核,原子核加上电子器件(轻子中的一种)就会形成原子,不难看出,“费米子”本身就是组成物质微观粒子。
第二类是颗粒是“规范玻色子”,它们的作用是传送相互影响,在其中胶子传送强相互作用力,光量子传送磁场力,而“Z玻色子”和“W玻色子”则传送弱相互作用力。
说到这里,注重细节的人很有可能已经发现了,“规范玻色子”只传递出四种基本力里的三种,而吸引力但不在这其中,那吸引力是由哪些颗粒传达的呢?
科学家猜想,应当存在一种“引力子”,这类颗粒也是一种“规范玻色子”,由它来传递吸引力。但是目前为止,大家都没有发现一切“引力子”探索未解之谜,所以在这里就空了一个位置。
第三类颗粒只有一种,那便是“希格斯玻色子”,这类颗粒的作用是给其他的颗粒授予品质,大家可以简单地解读为,“希格斯玻色子”在宇宙中无所不在,但凡能与其说产生相互作用的颗粒都能被授予品质(比如亚原子电子),而无法与其说产生相互作用的颗粒一般不具有品质(比如光量子)。
总的来讲,“粒子物理数据库的特点”中涵盖了36种亚原子,12种轻子及其12种“规范玻色子”,加上“希格斯玻色子”,总共61种微观粒子。因为科技实力限制,科学家们目前还没有可利用的实验方案去进行更深层次的探索,而这就意味着,它们就是目前已知的宇宙中最小的物质。
从理论上来讲,这61种微观粒子应该能再分成更小的结构,比如“弦理论”还提出,组成宇宙天地万物的基本单元应该是一种规格极其细微的“弦”,该理论觉得,“弦”能够是开放的“开弦”,还可以是闭合的“闭弦”,他们不一样的振动(或运动)就会产生形形色色的微观粒子。
依据“弦理论”的描写,“弦”尺寸能够小至普朗克长度,大约为1.62 x 10^(-35)米,大家不妨把与原子尺寸来做一个较为。
宇宙中简单的原子便是氢原子,一个处在激发态(最少电子能级)的氢原子的半经大约为0.528 x 10^(-10)米,换句话说,如果我们把一个半径为普朗克长度物体放大到氢原子这么大,其半经便会变大5.28 x 10^24倍,这是什么概念呢?
已经知道乒乓球的规范半径为20mm,如果按一样比例变大得话,那样一个乒乓球的半经能被放大到大概1116.2万光年,其半经将要比大家太阳系所处“本星系群”直径要大得多。
从而大家可以清楚地看到“弦”究竟有多小,那样也有没有什么比“弦”较小的化学物质呢?抱歉,普朗克长度是物理层面上最小距离单位,这已经达到物理极限。因此可以说,假如“弦理论”创立得话,宇宙中最小的物质便是“弦”,但从物理的角度来说,前去探讨比“弦”较小的化学物质没有任何意义。