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宇宙法则对于今天的物理科学家来讲 , 统一至关重要 , 这将为人类带去新的视野 。
300多年前 , 牛顿提出了万有引力定律 , 为人们提供了对空间广度以及物体运动的新视野 。
而在100多年后 , 正当物理学停滞不前的时候 , 爱因斯坦在前人的基础了对物理世界中的几大作用力进行了新的阐述 , 并且提出相对论这一概念 。
绝对时间的概念被打破 , 新的理论阶梯再一次将人类的提升到一个新的高度 。
如果说二十世纪初的狭义相对论是因为经典物理有着原有的矛盾 , 大量的新实验以及广泛的关注而让其现世 。
那么广义相对论的提出则在某种意义上是理论走在了实验前面 , 如今相对论已经成为指导物理学以及众多研究的基础科目 。
但在今天 , 量子力学和标准模型构建出来的物理世界再一次碰上了难题 , 四大基本力不能得到完全统一 , 这也让现代物理学在今天的发展显得十分缓慢 。
关于四大基本力 , 过去的研究已经将这一切说得很清楚了 。
首先是牛顿发现的地心引力 , 引力存在于每个角落 , 范围很广 , 但是引力很弱 , 物质之间的引力需要其本身达到足够大的质量才能够显现出来 。
弱核力(弱力) , 这是由放射性衰变和中微子的相互作用导致 , 它的影响范围很小 。
正如它的名字一般 , 弱核力作用微弱 , 弱力会导致β衰变 。 即中子转化为质子、电子和反中微子 。
第三个则是电磁力 , 电磁力得到真正的统一是在麦克斯韦之后 , 由爱因斯坦整合至相对论中 。
电磁力引起的电和磁的效应 , 例如电荷之间的排斥或条形磁铁的相互作用 。
电磁力是一种远程力 , 但要比强力的表现弱得多 。
它可以吸引或排斥 , 并且只在带电荷的物质间起作用 。 电、磁和光都是由这种力产生 。
最强大的便是核力(强力) , 尽管它的作用范围很短 , 但是它的强相互作用非常强大 。
它负责将原子核结合在一起 , 由于核力的作用 , 相同的带电质子会相互吸引 。
电磁力将物质结合在一起 , 但没有解释原子核是如何在原子中结合在一起的 。
如果只考虑电磁和引力 , 那么原子核实际上应该朝着不同方向飞去 。
但实际情况并非如此 , 这意味着原子核中存在另一种比引力和电磁力更强的力 , 而这便是核力发挥作用的地方 。
当两个粒子通过强力相互作用时 , 它们通过交换胶子来实现 。
因此 , 质子和中子内部的夸克通过强核力的交换而结合在一起 。
当它们靠得很近时 , 夸克受到的力会很小 。
但是如果想要将它们分开 , 强大的核力会将它们重新聚集到一起 。
完全分离两个夸克需要的能量远远超过任何粒子加速器所能提供的能量 。
不统一的力综合过去科学家们所研究的问题来看 , 强力是所有4种基本相互作用中最强的 。
3种基本力由载力粒子交换产生 , 它们属于更广泛的一个概念 , 被称为“玻色子” 。
物质粒子通过相互交换玻色子来传递离散量的能量 。
每个基本力都有对应的玻色子 , 强力由胶子携带 , 电磁力由光子携带 , 而W和Z玻色子负责弱力 。
直到今天 , 科学家们仍然没有完全摸清楚引力的承载粒子 , 但是科学家们相信“引力子”应该是相应的引力的承载力 。
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