极端物质世界_科普读物

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前言

浩瀚宇宙奥妙无穷，大千世界无奇不有。我们生活的这个世界，存在着无数的极端事物、极端现象、极端事件。这些极端的存在，彰显了世界的多姿多彩，更让这个世界在不知不觉

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一、极小的物质世界

在物质世界里，到底有没有最小的物质？这个话题已被人们思考并研究几千年了。曾经有人给“最小”的东西下过定义，即“其小无内”，就是小到没有内部，那当然就是最小了。不

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●寻找最小的物质

世间万物到底是由什么东西组成的？其实这个问题还隐含着，何物最小？因为大的物体总能分割成较小的，较小的物体也能分解成更小的……直至最小的。过去的人们产生过很多的想

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●中子的发现

虽然对元素周期性质的认识对化学理论的发展产生了极大的促进作用，但是，到19世纪末，由于物质的放射性的认识和电子的发现，使人们对原子的认识更加深入了，进而对元素以

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●更小的粒子——电子

早在古希腊时期，也就是大约公元前600年的时候，古希腊的米利都人最早注意到摩擦过的琥珀能吸引轻小物体的现象。在我国的东汉时代，一个叫王充（公元27～100）的人

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●第一个反粒子——正电子

自然界存在两种电荷，一种是正电荷，一种是负电荷。当人们发现了带负电的电子之后，英国物理学家狄拉克（1902～1984）猜想，自然界应该存在一种质量和电荷与电子相

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●构成原子核的核子

构成原子核的核子有两种，第一种是质子。作为质子发现人的卢瑟福，他用α粒子轰击氮原子核，他借助闪光探测器记录到了氢原子核的径迹。卢瑟福认识到，这些氢核可能来自氮原

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●困惑科学家几十年的中微子

从运动学理论可以知道，当一个粒子衰变为两个粒子时，动量和动能守恒，所以末态粒子的能量应为确定值。1914年，英国物理学家查德威克在实验中发现，β衰变中放出的电子

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●海鸥的叫声——夸克，成了最小粒子

就现在的认识水平来看，夸克是最小的物质粒子之一。谈到夸克这个名称，的确有一段很有意思的插曲。给夸克这个小东西取名字的是美国物理学家默里·盖尔曼，“夸克”一词来自

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●极微粒子的极端世界

自从电子被发现之后，人们探寻物质最小结构的这条路上就不断地取得成绩。到目前为止，人们已经发现了大约60种大小不同的粒子。由于这些粒子一度被认为是构成物质的最小最

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●造物主——上帝粒子存在吗

希格斯参观CERN的LHC隧道 1964年，英国物理学家彼得·希格斯发表了一篇文章，在这篇文章里，他预言了一种能吸引其他的粒子，然后使它们获得质量的特殊粒子的存

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●磁单极子

我们知道，磁铁最奇妙之处是，在一条磁铁中，总有N极与S极，不管人们如何截断这个磁条。不过，在理论研究中，科学家预言，在自然界中应该存在着一种只有一个磁极的粒子，

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二、极大尺度的世界

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●古人对世界的认识

先秦时期，庄子（约公元前369～前286）有一个好朋友，名叫惠施（约公元前370～前318）。惠施是一个高官，做一国的相。二人的地位有一定的差距，但这并不影响他

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●正多面体与宇宙结构

自从波兰天文学家哥白尼（1473～1543）提出“日心说”之后，由于哥白尼在书中使用的数学较多，他的书《天体运行论》（1543）并未受到社会广泛的关注。不过，相

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●开普勒的“立法”

最初，第谷·布拉赫很得丹麦皇帝的恩宠。皇帝给了第谷一个岛，第谷在岛上大兴土木，把这个岛建成了一个完整的“小王国”。但这一切都是为天文观测服务的。第谷确有超出凡人

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●“天体音乐”的发现

应该说，圆形的对称程度要高于椭圆形的对称程度。不过，话说回来，宇宙的完美并非是它的完全对称性，而是对称的少许偏离。后来，人们把这样的美称为“奇异之美”。在如何

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●划时代的1905年

在20世纪物理学的历程中，在最初的25年中就完成了3次革命，其中爱因斯坦（1879～1955）就完成或参与了其中的两次，这就是狭义相对论和广义相对论。就在普朗克

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●弯曲的光线

在狭义相对论建成后，爱因斯坦并未满足，因为他并未建立更好的引力理论。牛顿的引力理论难以解释水星运动时的反常现象。在水星运动时，它所运行的椭圆轨道并不是封闭的，

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●发现宇宙创生的踪迹

说到宇宙的起源，比利时科学家勒梅特（1894～1966）认为，最初的宇宙形成于“原始原子”，后来人们称为“原始火球”，“原始原子”的名字现在已很少用了。关于最初

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●大爆炸与宇宙微波背景辐射

早在经典物理学的时代，伽利略、开普勒和牛顿的研究不仅充实了哥白尼的宇宙体系，而且使这一体系的数理结构非常精确。借助这一体系，使一些传奇性很强的预言成为现实，其中

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●暗物质与暗能量

在天文观测时，有一种“造父变星”是非常重要的。它的作用就像一支标准的“烛光”，通过测算和比较，可以确定它附近恒星与地球之间的距离。但是，如果这种“造父变星”太远

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●宇宙图像中的反常现象

到目前为止，普朗克卫星的观测结果和标准宇宙学模型的预言符合得非常好，高精度的实验数据对于宇宙学模型的相关参数给出了非常精确的测量。但是，这些数据还发现了一些和标

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●科学家们在实验室中复制“宇宙大爆炸”

科学家们不满足于对宇宙起源的理论研究，他们也曾借助于欧洲大型强子对撞机（LHC）来模拟宇宙“大爆炸”，并且完成了“宇宙大爆炸”的实验，在对撞机中产生了一个温度比

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三、宇宙中的极端天体

浩瀚的宇宙是由多种多样的物质构成的，种种不同的天体则是宇宙呈现给我们的宇宙“小家伙”，主要有：恒星、行星、卫星、彗星、小行星、星团和星系，还有陨星和星际物质等。

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●恒星的演化

在观察天体的时候，人们既看到了很多像流浪汉一样不停移动的行星，也看到了许多停留在自己位置上一动不动的恒星。恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子不断地相互碰撞，

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●密度极高的白矮星

恒星的生命是漫长的，当恒星走向它们生命的终结的时候，会产生许多奇特的“残骸”，这些“残骸”与恒星自身的质量有着密切的关系。 20世纪初，一些天文学家注意到白矮星

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●宇宙中的“小绿人”——脉冲星

1934年，天体物理学家提出了中子星的概念，指出中子星可能产生于超新星的爆发。1939年，美国物理学家奥本海默（后来成为美国的“原子弹之父”）和沃尔科夫通过计算

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●神秘莫测的黑洞

黑洞的结构是很简单的，可用“黑洞无毛”来形容。这是说，黑洞只需3个物理量，即质量、电荷和角动量。可见，如果知道了黑洞的质量、角动量和电荷，也就知道了它的一切。黑

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《极端物质世界》简介

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