第12章 基本粒子和自然的力(2)[第2页/共4页]

初期宇宙必定是不从命T对称的：跟着时候进步，宇宙收缩――如果它今后发展，则宇宙收缩。并且，因为存在着不从命T对称的力，是以当宇宙收缩时，相对于将电子变成反夸克，这些力将更多的反电子变成夸克。然后，跟着宇宙收缩并冷却下来，反夸克就和夸克泯没，但因为已有的夸克比反夸克多，少量多余的夸克就留下来。恰是它们构成我们明天看到的物质，由这些物质构成了我们本身。

同一电磁力和弱核力的胜利，令人们多次试图将这两种力和强核力归并在所谓的大同一实际（或GUT）当中。

在温伯格・萨拉姆实际中，当能量远远超越100吉电子伏时，这3种新粒子和光子都以类似的体例行动。但是，大部分普通环境下粒子能量要比这低，粒子之间的对称被粉碎了。W+、W-和Z。获得了大的质量，使之照顾的力变成非常短程。萨拉姆和温伯格提出此实际时，很少人信赖他们，因为加快器还未强大到将粒子加快到产生实的W+、W-和Z粒子所需的100吉电子伏的能量。但在而后的十几年里，在较低能量下这个实际的其他预言和尝试合适得如许好，使他们和也在哈佛的谢尔登・格拉肖一起获得1979年的诺贝尔物理学奖。格拉肖提出过一个近似的同一电磁和弱感化的实际。因为1983年在CERN（欧洲核子研讨中间）发明了具有被精确预言的质量和其他性子的光子的3个有质量的朋友，使得诺贝尔委员会制止了犯弊端的尴尬。带领几百名物理学家作出此发明的卡罗・鲁比亚和开辟了被利用的反物质储藏体系的CERN工程师西蒙・范德・米尔分享了1984年的诺贝尔奖。（除非你已经是顶峰人物，当今要在尝试物理学上留下陈迹极其困难！）第四种力是强核力。它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子核中的质子和中子束缚在一起。人们信赖，称为胶子的另一种自旋为1的粒子照顾强感化力。它只能与本身以及与夸克相互感化。强核力具有一种称为禁闭的古怪性子：它老是把粒子束缚成不带色彩的连络体。

为甚么夸克比反夸克多这么多？为何它们的数量不相称？这数量有所分歧必定使我们交了好运，不然，初期宇宙中它们必将已经相互泯没了，只余下一个充满辐射而几近没有物质的宇宙。是以，厥后也就不会有人类生命赖以生长的星系、恒星和行星。光荣的是，大同一实际能够解释，固然乃至刚开端时二者数量相称，为何现在宇宙中夸克比反夸克多。正如我们已经看到的，大同一实际答应夸克变成高能下的反电子。它们也答应相反的过程，反夸克变成电子，电子和反电子变成反夸克和夸克。在极初期宇宙有一期间是如此之热，粒子能量高到足以产生这些窜改。但是，它为何使夸克比反夸克多呢？启事在于，物理定律对于粒子和反粒子不是完整不异的。

如许，我们本身之存在能够为是大同一实际的证明，哪怕仅仅是定性的罢了；但此预言的不肯定性到了这类程度，乃至于我们不能晓得在泯没以后余下的夸克数量，乃至不知是夸克还是反夸克余下。（但是，如果是反夸克多余留下，我们能够简朴地把反夸克称为夸克，夸克称为反夸克。）大同一实际不包含引力。在我们措置根基粒子或原子题目时这干系不大，因为引力是如此之弱，凡是能够忽视它的效应。但是，它的感化既是长程的，又老是吸引的究竟，表白它的统统效应是叠加的。以是，对于充足大量的物质粒子，引力会比其他统统的力都更首要。这就是为甚么恰是引力决定了宇宙的演变的原因。乃至对于恒星大小的物体，引力的吸引会超越统统其他的力，并使恒星坍缩。我在70年代的事情集合于研讨黑洞。黑洞就是由这类恒星的坍缩和环绕它们的强大的引力场产生的。恰是黑洞研讨给出了量子力学和广义相对论如何相互影响的第一个表示――亦即尚未胜利的量子引力论形状的一瞥。