第20章 自己证明自己的伟大(2/4)

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  这个元素构成比例,让我们这个宇宙达成了今天这个样子。让恒星得以汇聚并开始持续、温和地进行核聚变并辐射出能量,让类地行星得以形成并环绕恒星,最终进化出生命。

  我们不禁要问,为什么会是这个比例?这是巧合还是必然?如果让宇宙重来一次,还会是这个比例吗?还会形成今天的世界吗?生命的诞生,有没有其先决条件的充分性?”

  导言写得倒是很危言耸听,而且小学生都能听得懂,至少知道这本书要讨论的是什么,现状如何。

  麻依依觉得这部分没问题,就继续往下看专业的部分。

  “宇宙中氢元素与氦原素的比例,乃至于其他比氦更重的元素的比例,最底层的决定法则,在于宇宙中质子与中子的比例。

  众所周知,标准的氦原子核是由两个质子加两个中子构成的,而标准氢原子是由一个质子、没有中子构成的。氦原子需要1比1的中子与质子,氢原子只需要质子。

  至于比氦更重的元素,在宇宙创世之初并不可能存在,因为它们都是恒星诞生后由于超高压核聚变反应产生的。在宇宙刚诞生的时候,那里只有辐射,只有高热和膨胀,引力和压力都是次要的,所以还轮不到核聚变登上宇宙的舞台。

  而第一颗恒星的诞生,距离宇宙刚刚诞生已经很遥远,是宇宙已经足够冷却后的产物,也就不在宇宙创世的讨论范围内。

  所以,问题的核心回到了那个最简洁的表述:宇宙创世之初,为什么氢原素和氦原素的总质量比例,近似接近3比1?为什么那个时刻,质子与中子的比例,接近7比1?”

  读到这儿,麻依依稍微心算了一下,确认数字没问题。

  (氢是纯质子,所以3份氢就有3份质。氦是质子中子对半分,所以1份氦的质量可分解为份质和份中。因此氢氦相加后,质子中子是份比份,也就是7比1。)

  “这就要从中子的生死存亡法则说起了。众所周知,中子在没有被固定到原子核里的时候,以自然游离态存在时,是极为不稳定的,会自动释放出一个电子,然后其本体衰变为一个质子。

  而且这个过程自然状态下并不可逆,也就是不带电的中子会衰变成一个带正电荷的质子,与一个代负电荷的电子。而带正电的质子与带负电的电子,却没法重新自发合成中子——这就是原子物理上常说的β衰变。

  不过,自然状态下上述衰变不可逆,却不代表宇宙之初时也不可逆——在宇宙刚诞生的秒后,当时宇宙的温度高达1000亿度,在那样的环境下,电子会因为所携带能量过于巨大,而呈现‘强电子’的状态,这种强电子在撞击质子时,是可以做到与质子重新融合,变成中子的。

 

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