這是關(guān)于人類存在的最基本問題之一——所有我們周身可見之物最開始是如何被創(chuàng)造的？總有很多很有哲學(xué)深度的回答，一些是和宗教掛鉤的，試圖在當(dāng)代思維的框架中解構(gòu)這個(gè)問題。然而今天，我要從一個(gè)不同的角度談?wù)勥@個(gè)問題：
讓我們談?wù)効茖W(xué)吧！
原來，現(xiàn)代宇宙學(xué)對(duì)這個(gè)問題的解釋之玄妙超出你的想象。其實(shí)我自己都不敢相信這些解釋，不過來自最新望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果已經(jīng)證明，我將要告訴你們的百分之百是真實(shí)的！
首先，你們想知道宇宙的質(zhì)量從何而來嗎？是這樣的：質(zhì)量是在宇宙大爆炸后10^-36秒的暴脹期，統(tǒng)一場(chǎng)論中量子對(duì)的對(duì)稱性破缺產(chǎn)生的潛能轉(zhuǎn)換而來。
這樣啊，嗯…
所以，到底這一連串聽不懂的詞語是什么意思呢？其實(shí)只要你懂得一些物理學(xué)的概念，這句話并不難理解。
讓我們先來了解一下，為什么“對(duì)稱”里包含了“潛能”。原來，這是這種能量形成了我們周身的一切質(zhì)量。這個(gè)理論實(shí)際上相當(dāng)簡(jiǎn)單。
這是一個(gè)建筑物。這是一個(gè)磚、灰泥和木頭等材料的集合。這是一座包含有潛能的建筑。這種能量來自一磚一瓦蓋成它的建筑工人。之所以稱之為潛能，是因?yàn)橹灰ㄖ锿暾?，它就不能被釋放出來?/p>
然而，正如前文所言，一旦出現(xiàn)了合適的導(dǎo)火索，這種潛能就可以被釋放。一個(gè)小的爆炸源只要被放在適當(dāng)?shù)奈恢茫湍苁拐麠澊髽琼暱涕g化為一堆碎石。物理學(xué)家稱之為對(duì)稱破裂，因?yàn)槟阋呀?jīng)打破了大樓原有的“對(duì)稱性”，而將其內(nèi)容變成無定形的堆砌。你已經(jīng)產(chǎn)生了熵，進(jìn)而釋放出潛能，我們可以通過聲音和斷壁殘?jiān)^察到這個(gè)過程。
好了，現(xiàn)在我們來把這個(gè)概念應(yīng)用到早期的宇宙吧。
普朗克時(shí)期（大爆炸之后10^?43）的宇宙是一個(gè)酷熱又擁擠的地方。這種熱使得宇宙中四分之三的自然之力都被統(tǒng)一了：電磁，弱核力和強(qiáng)核力。這被稱為大統(tǒng)一理論（GUT）。這些力量的統(tǒng)一本身即是某種形式的對(duì)稱——其中就包括潛能。
現(xiàn)在我們繼續(xù)在時(shí)間中前行，來到宇宙大爆炸之后的10^?36秒。此時(shí)的宇宙在快速暴脹和冷卻。冷卻到一定程度，GUT的對(duì)稱便破裂了——強(qiáng)核力從電弱力中分離出來。這種對(duì)稱的破裂釋放出了可怕的能量。
這種能量是如此可怕，它可以驅(qū)使宇宙極其快速地暴脹，最終超過初始尺寸的10^60倍，而這一切僅在10^?32秒內(nèi)完成！這短時(shí)間被稱為暴脹期。請(qǐng)注意，就像現(xiàn)在的宇宙暴脹一樣，這是空間本身的延伸，相對(duì)于周圍空間任何物體都無法超過光速——在這個(gè)過程中相對(duì)論始終成立。
現(xiàn)在我們來到了一個(gè)神奇的部分：暴脹會(huì)從暴脹能量中產(chǎn)生質(zhì)量。
想要了解其中的原理，你必須忘記你在學(xué)校會(huì)學(xué)的一些知識(shí)：真空不是空的！
相反地，真空中充滿了粒子和反粒子，這些粒子只能存在非常短的時(shí)間。它的物理學(xué)理論基礎(chǔ)是海森伯測(cè)不準(zhǔn)原理。這就表示你可以違反物理學(xué)的神圣教義——能量守恒原理——但是根據(jù)公式Δt=?ΔE，這只能在一個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)。??是普朗克常數(shù)，一個(gè)非常小的值。
因此，真空能成對(duì)產(chǎn)生一個(gè)粒子和一個(gè)反粒子，但是他們被管得很嚴(yán)：他們必須在很短時(shí)間內(nèi)再次湮滅。充滿能量的真空能產(chǎn)生大量的粒子。現(xiàn)在真空已經(jīng)沒有很多能量，但我們?nèi)阅芡ㄟ^一些實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)到這種成對(duì)產(chǎn)生，比如卡什米爾效應(yīng)。
然而問題的關(guān)鍵在于，當(dāng)暴脹發(fā)生時(shí)，“非常短的時(shí)間”并不真的那么短——它幾乎與整個(gè)宇宙的壽命相當(dāng)！因此，真空里充滿了成對(duì)產(chǎn)生的粒子。記住，粒子和反粒子在任何方面都是相反的——除了質(zhì)量。他們的質(zhì)量都是正的。因此在現(xiàn)實(shí)中，成對(duì)產(chǎn)生是從真正的虛空中產(chǎn)生了質(zhì)量。
通常這種質(zhì)量會(huì)湮滅成為能量，然后所有一切會(huì)被遺忘。然而，當(dāng)暴脹發(fā)生時(shí)，如果有兩個(gè)在短時(shí)間內(nèi)將一起再次湮滅的粒子會(huì)移動(dòng)得距離彼此非常非常遠(yuǎn)。他們?nèi)绻也坏阶约旱撵`魂伴侶反粒子，便不能湮滅。于是乎，他們便留下成為真實(shí)有形的質(zhì)量，不再是海森伯的量子想象中虛構(gòu)出來的事物。
如此一來，量子波動(dòng)就被凍結(jié)，質(zhì)量從能量暴脹中被有效地創(chuàng)造出來。這個(gè)過程中預(yù)測(cè)出的擾動(dòng)頻譜幾乎與普朗克在CMB中測(cè)出的完全吻合。這就是著名的Harrison-Zel’dovich頻譜，譜指數(shù)ns=1，由于暴脹結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的影響，其真實(shí)值應(yīng)該會(huì)略低于這個(gè)值。普朗克測(cè)試得到的是ns=0.97。這是一個(gè)強(qiáng)有力的驗(yàn)證，表明這種聳人聽聞的想法居然是真的！
好了，朋友們，宇宙的質(zhì)量就是從這里而來。
最后一個(gè)要解答的問題是：最初的宇宙為何酷熱而擁擠呢？恐怕在我們的物理學(xué)理論能夠追溯回10^?43秒的普朗克時(shí)期時(shí)我們才能回到這個(gè)問題——而這得等我們有一個(gè)量子引力學(xué)理論才行。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. quora-微瀾光
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