鸿蒙文学网

手机浏览器扫描二维码访问

第20章 自己证明自己的伟大（第2页）

至于比氦更重的元素，在宇宙创世之初并不可能存在，因为它们都是恒星诞生后由于超高压核聚变反应产生的。

在宇宙刚诞生的时候，那里只有辐射，只有高热和膨胀，引力和压力都是次要的，所以还轮不到核聚变登上宇宙的舞台。

而第一颗恒星的诞生，距离宇宙刚刚诞生已经很遥远，是宇宙已经足够冷却后的产物，也就不在宇宙创世的讨论范围内。

所以，问题的核心回到了那个最简洁的表述宇宙创世之初，为什么氢原素和氦原素的总质量比例，近似接近3比1？为什么那个时刻，质子与中子的比例，接近7比1？”

读到这儿，麻依依稍微心算了一下，确认数字没问题。

（氢是纯质子，所以3份氢就有3份质。

氦是质子中子对半分，所以1份氦的质量可分解为5份中。

因此氢氦相加后，质子中子是35份比05份，也就是7比1。

）

“这就要从中子的生死存亡法则说起了。

众所周知，中子在没有被固定到原子核里的时候，以自然游离态存在时，是极为不稳定的，会自动释放出一个电子，然后其本体衰变为一个质子。

而且这个过程自然状态下并不可逆，也就是不带电的中子会衰变成一个带正电荷的质子，与一个代负电荷的电子。

而带正电的质子与带负电的电子，却没法重新自发合成中子——这就是原子物理上常说的β衰变。

不过，自然状态下上述衰变不可逆，却不代表宇宙之初时也不可逆——在宇宙刚诞生的01秒后，当时宇宙的温度高达1亿度，在那样的环境下，电子会因为所携带能量过于巨大，而呈现‘强电子’的状态，这种强电子在撞击质子时，是可以做到与质子重新融合，变成中子的。

所以，如果宇宙一直保持1亿度的高温，那么那儿的质子与中子应该能永远保持五五开的比例，而不是现在的七比一。

后续之所以不可逆了，是因为宇宙快速冷却了，无法保持一千亿度或者至少几百亿度的高温，仅仅十几秒钟后，温度就下降到了几十亿度，上述强电子与质子重新合成中子的自然逆向衰变，再也无法发生。

到了这一步，问题也就进一步转化了从中子开始批量因β衰变而‘死亡’、转化为质子开始，到宇宙的温度降低到足以产生稳定的原子核之前，还能活下来多少个中子？”

麻依依读到这儿，书的第一部分的梗概大致就看完了。

很宏大，后面第二部分则是各种严谨的计算。

顾玩在书里演算了质子和中子能够组成氦原子核时，所需的温度——在之前1亿度到几十亿度的时候，原子核都是没发存在的。

因为太热了，基本粒子运动太剧烈了，原子核根本没法存在，因为束缚不住，会被质子和中子挣脱。

原子核要存在，需要的上限温度是9亿度。

也就是超过9亿度，所有原子都会崩，都无法以原子态存在，只能以离散的质子中子电子等基本粒子态存在。

后续内容的核心，也就推演到了对“从宇宙温度降低到不足以支持贝塔衰变逆向进行，到进一步冷却到9亿度，花了多长时间。

而在这段时间里，多少中子完蛋了”

的计算。

贝塔衰变的平均周期是15分钟。

也就是说，如果当初宇宙在分别降温到这两个温度的时间点之间的间隔，超过15分钟，那么宇宙中所有的中子就都阵亡了，或者说只有忽略不计的极少数存活下来。