宇宙学对撞机:两个极端尺度的交融(上)--中国数字科技馆
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宇宙学对撞机:两个极端尺度的交融(上)

宇宙学对撞机:两个极端尺度的交融(上)(科学播报) 0:00/0:00
最新发布时间: 2017-12-17
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各位朋友大家好,欢迎收听《科学播报》,今天我们来聊一聊一个非常前沿的概念,一种能让两种极端尺度相互交融的宇宙学对撞机。

什么是宇宙学对撞机呢?这个概念非常新,2014 年才第一次由两位物理学家共同提出,一位是具有加拿大和美国双重国籍的理论物理学家,他叫尼马·阿尔卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed),另一位是阿根廷籍的物理学家胡安·马尔达西那(Juan Maldacena)。宇宙学对撞机的想法非常的宏大和科幻,它是将整个宇宙看成是一个硕大的高能粒子物理实验室。这是目前最前沿的研究领域,而且它的特别之处在于,这个设想将高能物理学和宇宙学整合了起来。宇宙学家研究的对象是科学中最宏大的,而高能物理学家则研究科学中最微小的对象。现在,极大和极小在宇宙学对撞机上交融在一起了,这不禁令人想到古埃及的那条著名怪蛇,乌洛波洛斯,就是那条自己吞食自己的怪蛇,

粒子对撞机是现代高能物理研究中必不可少的实验设备我们先来了解一下粒子对撞机的原理。其实,科学家们研究物质构成的方式与一个孩子研究玩具的方式挺相似的,主要是“拆”,你不拆开怎么知道它是如何工作的呢?但是,我们用榔头和碾子最多只能把物体拆到分子层面;用化学的方法可以把物质拆到原子的层面;但是要想把原子,甚至是比原子更小的基本粒子给敲开,那就只能用粒子对撞机了。粒子对撞机的工作原理往很简单,就是把粒子在一个环形的电磁场轨道中一圈一圈地加速到接近光速,然后设法让它们迎头相撞,这样一来,就有可能把粒子拆开,让组成粒子的零件暴露出来。但是,如果往复杂说,其中的过程又是极其复杂的。

讲了那么多关于对撞机的基础知识,再讲什么是宇宙学对撞机。如何才能将整个宇宙看成是一个硕大无比的对撞机。

首先,目前解释宇宙起源的最佳理论就是暴胀理论。这种理论说,宇宙在出现的最初一瞬间,曾经历过一段短暂而疯狂的指数式膨胀,叫作“暴胀”。在这段时间内,宇宙的“温度”可能高达千亿亿亿摄氏度,其中蕴含的能量比如今人类在大型强子对撞机(LHC)中创造的最高能量还要高百亿倍。这就是 138 亿年前的超级对撞机。


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