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为何物质存在尽头,不能无限细分?比夸克小10亿亿倍,不能再小了

常驻编辑 科普中国 2022-06-14 夸克   普朗克   物质   太阳系   粒子   尺度   强力   长度   最小   尽头   世界

庄子曾经说过:一尺之捶,日取其半,万世不竭bfD拜客生活常识网

意思就是说一尺长的棍棒,每天截取一半,这样一来永远都截不完。这是最朴素的物质可无限细分的观念。bfD拜客生活常识网

这种观念甚至是先天,只要是人类,甚至没有受过教育,都会有这样观念。bfD拜客生活常识网

但是随着物理学的发展,这样的观点早已经被否定。bfD拜客生活常识网

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物质是存在最小尺度的,分到一定程度就不能再分了。bfD拜客生活常识网

到目前为止,物质有两个最小的尺度。第一个是现实的最小尺度,也就是量子力学目前研究到最小的物质级别,也就是夸克。bfD拜客生活常识网

按照粒子物理学的推测:夸克的尺度不会超过10的负18次方米。那就是说夸克至少比100亿亿分之一米还要小。bfD拜客生活常识网

但是这只是现实物质的最小尺度。bfD拜客生活常识网

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而理论上物质最小的尺度是普朗克长度,也就是10的负35次方米。普朗克长度和夸克的尺度相差17个数量级。而人类现实世界和夸克之间的尺度也相差了大概17个数量级。bfD拜客生活常识网

这到底是巧合还是自然界的有意为之?

可能大家对17个数量级的差别没有什么概念。bfD拜客生活常识网

我们人类生活的现实世界刚好是1米的量级。生活中大部分的物品都是在米级别的。bfD拜客生活常识网

而比1米高出17个数量级,也就是十光年的长度。bfD拜客生活常识网

太阳系的直径刚好是2光年。也就是说比人类生活的尺度高出17个数量级就是5个太阳系的大小。bfD拜客生活常识网

所以从人体到夸克就相当从5个太阳系的大小到人体的跨度。bfD拜客生活常识网

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事实上,从夸克到普朗克长度之间也相差了五个太阳系到人体的跨度。bfD拜客生活常识网

如此巨大的跨度,不得不让人疑问:夸克之下是不是也存在着一个宇宙。bfD拜客生活常识网

这个宇宙的数量级跨度足够大,大到足以容纳太多尺度的物质。bfD拜客生活常识网

如果要研究这个问题,就得切开夸克看一下。而切开夸克就需要动用高能粒子对撞机,将粒子加速到光速的99.99%然后再对撞夸克。

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