為什麼揭開宇宙奧秘，需要轟開基本粒子？

今天，歐洲核子研究中心公布一項新發現：人類首次破天荒地同時發現了5個基本粒子。大型強子對撞機LHC，又一次轟開了粒子世界的未知領域，距離揭開宇宙最大奧秘，似乎更近一步。

為什麼說從這些最小化的粒子世界，能夠發現最宏大的宇宙本源呢？當然，要想準確、系統地回答這個問題，最好是寫一本書。

可是呢，早已習慣碎片化閱讀的大家，哪有那份功夫捧讀？所以，為了方便大家快速了解人類最前沿的科學成果，我在此科普一下，冒著專家拍磚、同行放箭的可能危險，豁出去了。

當你知道「看不見的原子還不是世界最小結構」，還知道「人類已知的可觀測宇宙最大直徑竟有930億光年」時，是不是一定想過「宇宙到底是什麼」？其實，這個叫人頭疼的問題，叫科學家們也睡不著覺。

好在搭建科學大廈的人，絕頂聰明。

通過研究光，科學家們揭開了一個天大的秘密：這個世界，所有一切都是物質與光的遊戲。哪怕是幾百光年外的星體，科學家們只需要看一眼光譜中缺少哪些光的波長，就能知道位於你跟光源之間的是哪種原子。

光，成為人類了解宇宙的關鍵。

更為神奇的是，所有望遠鏡都在告訴我們，宇宙中所有的恆星成分，都跟地球乃至我們人類相同。也就是說，整個宇宙中，一切物質所含的原子與我們的都一樣。

人類在探索微觀世界時，得到了同樣結論：所有同種類基本粒子都完全一樣！儘管在宏觀世界，我們找不到長得完全一樣的葉子或者美女，但在微觀世界，基本粒子卻是完全相同的，是不是太顛覆了？！

但大自然並不在乎我們人類怎麼想。科學告訴我們，只有一個答案才能解釋：整個宇宙中，所有的基本粒子都誕生於同一背景場當中。

一種場統治一切！場連接起了一切的一切。

可科學家們不是說，宇宙一共有四個場嗎？也就是電磁場，強相互作用場，弱相互作用場，引力場。

追求簡潔，是科學家最喜歡的答案。這也就是他們為什麼腦洞大開，試圖把四種已知的場統一到一種場的動力。

當然，最重要大原因是，依據宇宙大爆炸理論，可以科學推導出，最初的宇宙就是在一個場里的。

所以，科學家們需要做的是，逆推。需要把現在四個場，逐步逆推，統一到一個場。

不過，真的要想把場融合起來，就得跟合金使用同樣的辦法，但所需要的能量大得無法想像——高達1000萬億度的溫度，才能把電磁場和弱相互作用場統一成一個場——電弱場。

要是再把強相互作用場統一起來，需要能量大得驚人，多少呢？大到在1000萬億度基礎上，加個10～20億度，都產生不了什麼差別。要是再加上引力場呢？

但不要忘了，最初宇宙大爆炸的溫度一定得達到，因為最早宇宙只有一個場。

跟所有場一樣，每個場都應該有自己的基本粒子。如同——每次電子出現，電磁場就會把它從幽靈般的昏睡中叫醒；每次膠子出現，強相互作用場真空中的一些能量或增或減；每次放射性衰變，弱相互作用場都會摻乎一把，釋放中微子；每個粒子或者天體，都無法逃脫引力場。

所以，為了探索宇宙最初的場，就得找到每個場所對應的基本粒子，這就得依靠最強大的粒子加速器轟開基本粒子，發現粒子中的粒子。

敢為天下先的歐洲核子研究中心旗下LHC，也就是大型強子對撞機的簡稱，就是轟開基本粒子的科學實驗利器。

來自85個國家、超過1萬名科學家、工程師投入其中，LHC建在175米深、27公里長的隧道里，總投資75億歐元，人類史上最複雜的科學實驗設施。

順便說下，所謂強子，就是所有能跟強相互作用場發生相互作用的粒子，質子就是一種強子。LHC採用的就是質子。把兩個質子加速為接近光速，帶著強大能量相互碰撞，轟出來新粒子。

2012年，LHC果然轟出來一種新粒子——希格斯玻色子／希格斯粒子 Higgs boson，這個被科學家推測為普遍存在於宇宙中的一種微粒子，真的被發現了。這意味著人類發現了138億年前，宇宙大爆炸後冷卻下來時，質量是如何產生的。所以，有媒體稱之為「上帝粒子」。

當然，希格斯粒子還沒有解釋所有物質的質量起源，它只是解釋其中的一部分。宇宙原初的整個拼圖還是缺一塊。

至於揭示暗物質、宇宙大爆炸前那幾萬億億億億分之一秒的狀態，還需要SERN繼續努力，LHC持續地轟！

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