當前位置:首頁>科技>模擬宇宙的26個常數與組合成普朗克尺度的基本常數
發布時間:2025-10-27閱讀(5)
|
15個常數是標準模型中粒子的質量,這包括6個夸克、6個輕子和3個玻色子; 4個是中微子混合參數,它們描述了中微子如何相互轉變; 表示電磁相互作用強度的精細結構常數; 兩個粒子具有靜止質量,它們會在與引力常數G成比例的引力作用下相互吸引。引力常數G出現在牛頓引力理論和廣義相對論中,它可以被認為是引力強度與產生該引力的質量之間的比例因子。由于引力適用于所有地方,因此G是這4個基礎常數中的第一個,它的量綱是質量的立方除以質量和時間平方的乘積。
電子和質子的相互吸引與自由空間的介電常數ε相關;而且由于電子在旋轉,它的磁矩也是與自由空間的磁導率μ成正比。這兩個常數都來自麥克斯韋方程組,它們是必須測量的常數,沒有理論可以預測它們的值。求解麥克斯韋方程組,我們可以發現光速C與ε、μ有關。C適用于任何地方的任何事物,是這4個基礎常數的第二個,它的量綱是長度除以時間。
事實上,僅使用四個常數中的三個G、C和H,我們就可以對宇宙的本質獲得一些非凡的見解。如果我們采用這三個常數進行一種特殊的組合,我們將得到普朗克長度,它是量子力學中有意義的最小長度。同樣如果我們對它們再進行另一種組合,那么我們又可以得到普朗克時間,這是在量子力學中有意義的最小時間。我們還可以有另一種組合來得到普朗克能量,這是一個普朗克長度大小的立方體可以包含的最大能量。我們可以使用愛因斯坦質能方程將普朗克能量轉換為質量,這表示一個普朗克長度的立方體可能具有的最大質量。
以上這些統稱為普朗克尺度,但是它到底有什么意義呢? 普朗克時間是光傳播普朗克長度所需的時間,它是量子力學中具有意義的最小時間度量。它是距離宇宙開始最接近的時間,那時的四種基本力還未分離。我們不知道在這個時間之前宇宙發生了什么事,也沒有相應的模型,從這個意義上來說,時間本身就是從普朗克時間開始的。 如果普朗克能量被限制在一個普朗克長度組成的立方中,它將形成一個黑洞。普朗克質量被認為是黑洞所擁有的最小質量。如果我們能在粒子加速器中創造出這樣的黑洞,它就會在量子尺度上產生量子效應,或許我們就可以了解引力在量子尺度上的工作原理。
|
Copyright ? 2024 有趣生活 All Rights Reserve吉ICP備19000289號-5 TXT地圖HTML地圖XML地圖