宇宙是什么:探索宇宙的起源、结构与深层奥秘
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3.世界是一条“衔尾蛇”

目前,对于宇宙,我们能观测到的最大尺度为1027米;对于基本粒子,我们能了解到的最小尺度为10-35米。1027与10-35,这两个“气势磅礴”的数字就构成了我们自然界的“宽度”。或许可以这么说,分属世界两极之处的宇宙研究和基本粒子研究,它们之间存在62位数的“距离”。

然而,最近的研究发现,这两个看似毫无关系的研究领域其实关联密切。

让它们发生关联的背景,便是“大爆炸宇宙论”(The Big Bang Theory)。

大爆炸宇宙论的观点认为,宇宙最初并非是像现在这样的巨大空间,而是自诞生之后逐渐膨胀,变为了现在的规模。研究者已经发现了这一观点的证据,我会在后文中介绍这部分内容。

如果宇宙一直在膨胀,那么追溯宇宙的历史,便会看到宇宙的尺寸在不断缩小。大爆炸刚刚发生那一刻的宇宙,应该便是小到不能再小的宇宙了。

这不正是“基本粒子的世界”吗?

因此,要想了解宇宙的起源,必须要理解基本粒子的相关知识;反之,通过调查宏大的宇宙,也能了解微小的基本粒子。二者看似处于自然界的两个极端,但是却存在密不可分的关系。

不知大家是否知道希腊神话中的“衔尾蛇”。它是一条正在吞食自己尾巴的蛇,在古希腊,衔尾蛇是“世界完满性”的象征。

思考宇宙和基本粒子时,我会经常想起这条蛇。相当于宇宙的蛇头,正在吞噬相当于基本粒子的蛇尾。也就说是,不断追寻宏大宇宙的尽头,最终却发现那里是微小的基本粒子;不停去寻找最小的物质,最后却发现那里是张着血盆大口的宇宙。

图0-2 衔尾蛇

因此,宇宙研究者谈及基本粒子的话题,并非奇怪之事。下面,就让我带领大家去畅游这极小又极大的世界吧。