宇宙沙盒游戏是如何开机的?
从本质上讲,磁力就是电力的相对论效应,如视频1分16秒开始所示——正负电荷在速度矢量上的差异,产生了尺缩效应,最后导致了正负电荷的密度差,而这个差值就带来了垂直方向的电场力,也就是我们眼中幽灵般凭空出现的磁场力。
#伯爵冷知识# 所以《狭义相对论》的原文名称是《论动体的电动力学》——揭示了电和磁本质上是同一个东西在不同维度上的投影。
与此同时,加上后来出现的量子场论,人类终于发现物质和能量其实也是同一个东西——核武器E=mc²揭示物质能转化为能量。
那能量如何凭空变成物质呢?——其实很简单,一个高能光子(纯能量)在强电磁场(通常是原子核附近)就会变成一对粒子(负电子+正电子)。
其中负电子就是我们日常金属导线里的电子,而正电子就非常稀罕了,很难看到,因为都被无处不在的负电子泯灭了,只有在粒子加速器实验中,科学家想办法把正电子困在储存环里,才可以“正电子束”的形式存活下来。
那为什么我们平常只见到负电子,看不到正电子呢?——因为这就是物理界的终极大谜题之一,物质-反物质不对称(Baryon asymmetry)。
根源之一是弱相互作用中的CP(Charge conjugation电荷共轭,P宇称)破坏,人类在1964年的粒子加速器实验里发现和证实了K介子衰变中存在CP破坏。
于是粒子和反粒子在某些衰变中确实存在不完全对称,尤其是在宇宙大爆发后第10⁻¹⁰秒到10⁻⁶秒的一刹那,电子、正电子、质子、反质子等粒子大量生成。
这些大量物质和反物质几乎完全互相湮灭,只剩下微小的不对称偏差(约1/1000000)导致的正物质过量。
宇宙大爆发1秒后,反物质几乎全部消失。
这些微小不对称带来的正物质残留,经过138亿年的积累,最后变成了我们现在的世界。
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