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第五章 基本粒子和自然的力(10 / 10)

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W·克罗宁和瓦尔·费兹——发现,在称为K介子衰变中,甚至连CP对称也不服从。1980年,克罗宁和费兹为此而获得诺贝尔奖。(很多奖是因为显示宇宙不像们所想像简单而被授予!)

个数学定理说,任何服从量子力学和相对论理论必须服从CPT联合对称。换言之,如果同时用反粒子来置换粒子,取镜像和时间反演,则宇宙行为必须是。克罗宁和费兹指出,如果仅仅用反粒子来取代粒子,并且采用镜像,但不反演时间方向,则宇宙行为于保持不变。所以,物理学定律在时间方向颠倒情况下必须改变——它们不服从T对称。

早期宇宙肯定是不服从T对称:当时间往前走时,宇宙膨胀;如果它往后退,则宇宙收缩。而且,由于存在着不服从T对称力,因此当宇宙膨胀时,相对于将电子变成反夸克,这些力更容易将反电子变成夸克。然后,当宇宙膨胀并冷却下来,反夸克就和夸克湮灭,但由于已有夸克比反夸克多,少量过剩夸克就留下来。正是它们构成们今天看到物质,由这些物质构成们自己。这样,们自身之存在可认为是大统理论证实,哪怕仅仅是定性而已;但此预言不确定性到这种程度,以至于们不能知道在湮灭之后余下夸克数目,甚至不知是夸克还是反夸克余下。(然而,如果是反夸克多余留下,们可以简单地称反夸克为夸克,夸克为反夸克。)

大统理论并不包括引力。这关系不大,因为引力是如此之弱,以至于们处理基本粒子或原子问题时,通常可以忽略它效应。然而,它作用既是长程,又总是吸引,表明它所有效应是迭加。所以,对于足够大量物质粒子,引力会比其他所有力都更重要。这就是为什正是引力决定宇宙演化缘故。甚至对于恒星大小物体,引力吸引会超过所有其他力,并使恒星自身坍缩。70年代工作是集中于研究黑洞。黑洞就是由这种恒星坍缩和围绕它们强大引力场所产生。正是黑洞研究给出量子力学和广义相对论如何相互影响个暗示——亦即尚未成功量子引力论瞥。

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