宇宙中的物質如何能夠無中生有

1樓：鍾銘聊科學

物質到底是什麼？

其實一直以來，很多人對於「物質」、「質量」、「能量」都有誤解。很多人認為物質和能量其實兩個對立的物理學概念。實際上，這種觀念還停留在文藝復興以前，自從牛頓奠定了現代科學，科學家對於質量和能量的思考就從來沒有停止過，但是始終沒有一個很有說服力的理論出現，直到愛因斯坦的出現。

其中，質能等價就講清楚了「質量」和「能量」之間的關係，或者說是統一了「質量」和「能量」。我們引用一段愛因斯坦**中的原話：

如果一個物體以輻射形式發射能量l，它的質量減少l/c^2

所以，愛因斯坦提出的並不是「能量轉化為質量」的觀念，而是能量和質量之間是對應關係，是同一物質的兩個面，能量裡是有質量的，質量裡是有能量的。

因此，我們可以結合起來看，物質其實同時具有質量的屬性和能量的屬性，而質量和能量的對應關係就是通過e=mc^2來關聯的。我們可以來舉一個直白的例子，如果你是100斤，那你對應的質量就是50 kg，而你對應的能量就是50*c^2=50*9*10^16=4.5*10^18 j 。

宇宙中的物質如何能夠無中生有？

搞清楚了能量和質量的關係，那宇宙的物質是如何無中生有的呢？

實際上，按照目前的主流理論，宇宙起源於一個炙熱的開端，也就是奇點，奇點大**之後，產生了現在宇宙中的一切。

如果你要問那大**之前是什麼？

那這個確實是不知道的，甚至存不存在「大**之前」都是有疑問的。著名的科學家霍金曾提出這麼一個觀念，我們簡單概括一下：

既然宇宙是時間、空間、物質、時間等的集合。那麼時間只有在宇宙大**之後才有意義，在宇宙大**之前不存在時間，也就沒有所謂的宇宙大**之前的說法。

我們客觀評價這個說法，實際上很多科學家對此是不買單的，因此這個觀念並不是主流的，不過除了這個之外，關於宇宙大**之前，主流的認識是：不知道。而且也確實不存在任何辦法和東西來幫助我們研究這個問題。

因此，如果要追問奇點哪來，這確實是無能為力的。

但是，我們至少還知道一點，那就是大**之後到底是咋回事。

最早宇宙的溫度是非常高的，這當中主要以高能的電磁波（光子）。所以，這個時候的宇宙和現在的最大差別在於沒有實物粒子，也就是電子，質子，中子之類的粒子，實際上很多人納悶的其實是這裡，就是這些實物粒子到底是咋來的？

其實也很粗暴，就是撞出來的。一般粒子都有自己的反粒子，比如：質子的反粒子就是反質子，電子的反粒子就是正電子。而光子的反粒子就是它自己。

一個粒子和自己的反粒子對撞，就會發生湮滅，並釋放出電磁波。

但是光子對撞就有說道了，如果一對光子的能量要大於一對電子的能量，這裡電子的能量可以通過質能等價計算出來，那麼這對光子對撞後，就會產生電子，多餘的能量會轉化為電子的動能。

那如何才能得到高能光子呢？實際上這和溫度有關，如果溫度能達到60億度，這種環境下的光子，就通過對撞產生電子。這裡的溫度被我們稱為閾值溫度，不同的粒子，有不同的閾值溫度。

早期的宇宙溫度是非常高的，所以，實物粒子是在宇宙早期通過光子的對撞出現的。當然，這些一對光子對撞產生的是一對正反電子，這些正反電子後來又會對撞發生湮滅，如此迴圈往復。而不知道是因為什麼原因，在這一次次對撞中，最終每10萬億對電子對撞都會留下一個電子，每10萬億對正反質子對撞都會留下一個質子。

於是，宇宙中正物質佔據了主導。而我們如今的物質也就是在和麼產生的。

可畢竟沒有穿越回去過，那科學家是咋知道這些資訊的呢？

事實上是在實驗室進行模擬的，也就是通過高能粒子對撞機來模擬宇宙大**早期的環境，以此來驗證這個理論。

2樓：時光匆匆

宇宙最初就是一個點，當**之後產生了很多的粒子，粒子之間經過了核聚變的反應，也就出現了很多的物質和元素。

3樓：冷侃娛文

物質的起源是什麼？按照愛因斯坦的相對論，這個最初的起源是宇宙大**。這個大**出現了原子，進而構成了物質。這個就是物質由無到有的過程。

4樓：挽清夢

宇宙中的物質並不能無中生有。他只能在原來的基礎上通過**或經過一系列的演化後變為新一類的產物，在這裡一定要遵循質量守恆定律。

5樓：ang伈

宇宙中的物質都是經過了很久遠和久遠的變化，才得到瞭如今這樣的形態，可能他的壽命我們都不能夠想象到有多麼的長，是經過了很多年的變化的。

6樓：阿寶值班

因為宇宙中存在很多我們尚未完全清楚的力，這些力提供了能量，讓自然界中的原子和質子在運動過程中碰撞形成比較穩定的物質。