如果能量守恒,那宇宙大爆炸又是怎么来的?不矛盾吗?(2)

2021-04-26 08:33     互联网

时间到了20世纪最初的几年,人们确凿的相信世间所有的物质都是由原子组成的,而每一个原子还包括带正电较重的原子核和绕原子核运行的电子组成,在原子核中质子的数量就决定了原子的种类,以及它的物理、化学性质。于是我们就根据不同原子的原子数和性质列出了一个具有周期性规律的表格,即元素周期表。

但是人们发现,一些比较重的元素还具备一种很特殊的性质,即放射性。这些元素无需外界的干扰就可以发自地变成更轻的元素,即衰变。在重元素衰变的过程中会释放出α粒子(氦原子核)和β粒子(电子),如果转变后成为的元素还具有放射性就会一直衰变到更轻、更稳定的元素。理论上,所有比铅(82号)更重的元素都会在漫长的过程中衰变为铅或者比铅还轻的元素。

但在这个过程中人们发现了一个怪异的现象,放射性元素衰变后生成的新元素和释放的粒子质量总和都比之前的元素要轻,这说明我们之前认为的物质/质量守恒存在瑕疵。1905年爱因斯坦就解决了这个问题,它认为衰变后的部分质量以能量的形式消散掉了,这就是著名的质能方程所说的能量和质量是等价的,物质不管是经过化学反应还是核反应所释放的能量都来自反应物所损失的质量,之所以我们以前认为化学反应的质量是守恒的是因为,这种反应释放的能量十分微小,也就是损失的质量很难被测量出来。因此宇宙的基本守恒定律为能量守恒,而非物质/质量守恒。

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