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维持宇宙的四种“力量”——关于四大基本力

2023-03-18 16点热度 0人点赞 0条评论

宇宙,是我们生活的四维时空,由物质和基本相互作用力形成,从微观的角度来观察,宇宙中的一切都是由基本粒子组成的,这些基本粒子是物质或者是物理量的最小组成单位,并且这些基本粒子都是不可再分割的,从我们的物理学来思考,这些基本粒子就是宇宙最小的组成单位,它们就像是拼图一样,彼此组成在一起形成了我们这个复杂的宇宙。

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对于宇宙中的各种物质,我们很熟悉,但是对于相互作用力我们就那么熟悉了,基本粒子中费米子是组成物质的基本结构,玻色子是负责传递相互作用力的基本粒子,那么四种基本力到底是什么?

四种基本力

在我们的日常生活中存在各种各样的力,比如说引力,浮力,浮力和磁力等等,但是现代物理学已经证明,宇宙中只存在四种最基本的力,其他的所有力都是这四种力的不同表现方式。

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这四种基本力分别是“引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力”,在这四种基本力中,我们最熟悉的是引力和电磁相互作用力,强力和弱力要相对陌生一些。

这四种基本力在无形之中影响着我们这个宇宙,如果四大基本力的数值发生任何一点微小的变化,我们的宇宙就不会是今天这个样子,可以说这四种相互作用力,在维系着我们宇宙的发展和稳定。

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电磁相互作用力

电磁力指带电的粒子或带电的宏观物体间的作用力,和其他三种力相比,电磁力的开发和运用在很大程度上改变了人类社会的发展,我们可以想象一下,如果现代文明失去对电能的掌控,人类文明的科技发展就会陷入停滞。

电磁相互作用力指的也不只是电力,摩擦力、流体阻力、表面张力,还有气体压力、浮力、黏结力,都是微观粒子在相互靠近的时候,彼此之间相互作用力的宏观表现状态,也可以被视为是电磁力的一种。

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光子是传递电磁相互作用的媒介,光本身就是电磁波的一种,所以我们可以看到周围的物体,也和电磁相互作用有关。

强相互作用力和弱相互作用力

强相互作用力是四种作用力最最强的一种力,同时也是作用距离第二短的,简单来说强力就是把夸克结合在一起,形成质子和中子这些强子的力量,我们甚至可以把强相互作用力视为维系着整个宇宙的力量。

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各种核能提供的强大能量就是来自于强作用力,太阳提供的能量也来自于强作用力,人类在未来会对强作用力有更多的应用,获得更多的能量。

弱相互作用力是四种基本力中第二弱,作用距离最短的一种力,弱力主要作用于各种费米子,制约着各种放射性作用,强力和弱力都是原子层面的力,两者之间在无形之中束缚和促进着微观宇宙的稳定,而这些微观粒子又相互组合在一起,组成了我们的宏观宇宙。

引力

在四种基本力中,引力是最特殊的存在,因为引力并不需要基本粒子来传递,这给量子力学想要统一四种基本力造成了很大的困难。

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引力指的是宇宙中任意两个物体或者是粒子之间都存在的吸引力,引力的强度和物体的质量有关,质量越大体积越小的物体产生的引力越强,从本质上来说,引力可能并不能被归纳为一种力,因为在相对论中,引力被认为是物体质量引力的时空弯曲,是宇宙空间本身的性质。

引力是四种基本力中最弱的一种,但是也是最普遍的一种,任何存在质量的物体都受到了引力的影响,可以说引力在从微观尺度到宏观尺度,都在塑造和影响着我们的宇宙。

目前人类物理学最大的问题是,四种基本力得不到统一,量子力学的标准模型中,已经统一了强力弱力还有电磁力,但是始终没有找到传递引力的玻色子,为此科学家还虚构出了“引力子”这个没有必要存在的粒子,可惜的是,科学家一直没有找到引力子的存在。

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如果是根据相对论的描述来思考的话,不需要引力子也可以描述引力的形成,对引力的描述让我们的量子力学和相对论产生了矛盾,彼此之间无法相融,我们对四种基本力已经比较了解的,但是还不能把这四种基本力放在一个理论框架下来讨论。

总结:这四种基本力都对我们的宇宙造成了很大的影响,只要任意一个数字发生变化,我们的宇宙就会大变样,每一个基本力都在维持着我们宇宙的稳定。

转载来自:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1724188200811022756&wfr=spider&for=pc

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最后更新:2023-03-18

afirefish

这个人很懒,什么都没留下

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