在宇宙中,物质是如何转换成能量的?能量又是如何转换成物质的?

在宇宙中,物质是如何转换成能量的?能量又是如何转换成物质的?,第1张

根据现代科学的知识,达成了两个重要的共识。一是空之间没有空,材料不真实;第二,自然界的变化是不连续的,表现为质变和量子化。因此,我们的宇宙只是自然界的一部分。在它解体之前,它是一个与外界隔绝的独立体,类似于水中的气泡。另外,宇宙是由量子组成的,在离散的基态量子空之间,离散的激发态量子变成了能量,由几个激发态量子组成的封闭系统就是物质。因此,能量是离散的(单个)激发量子,质量是封闭能量的度量。由此可以理解能量与质量的关系,即离散与封闭的关系。所以理论上两者是可以互换的,转化的本质是能量的不同状态。那么,在现实世界中,两者的转化方向是如何确定的呢?能量如何转化为物质,物质如何转化为能量?答案是宇宙的演化为上述两者的转换提供了物理机制。早期,宇宙由无数高能量子组成,只有单一的离散态;当宇宙收缩到极致,量子之间的距离为零时,就开始反转,以大爆炸的形式膨胀。在宇宙膨胀初期,宇宙的膨胀速度比宇宙的膨胀速度(光速)快得多。所以宇宙中的量子空会随着宇宙的膨胀越来越不平衡,就像溢出的水是不连续的一样。所以宇宙中的空空间只能通过屏蔽局部高能来平衡,这样形成的封闭系统就是物质(基本粒子)。这是一个从能量到物质的过程。在宇宙膨胀的后期,宇宙的膨胀速度远远小于宇宙内部的传播速度(光速),因为两者的变化是相反的。此时,宇宙内部空的熵会随着宇宙的膨胀而增加,也就是说空之间的内部交流已经可以达到平衡,此时,宇宙内部不再由能量转化为物质。然后随着宇宙的进一步膨胀,宇宙中的量子空的能量(背景温度)和密度会降低,早先产生的封闭系统(物质)的封闭性会降低,这就使得这些封闭系统开始逐渐解体,重新释放能量还原为离散的量子。这是质量转化为能量的过程。如果不同的封闭系统有幸相遇,就会合成一个更大的封闭系统(聚合反应)或者退化成一个更小的封闭系统(裂变反应),提前释放一些能量。质能转换之所以现在主要是质量转化为能量,是因为能量转化为质量的条件已经不再常见,能量转化为质量的例子只能在局部看到。例如,在叶绿素的帮助下,光和作用可以将能量转化为物质。

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