认识一下物质世界
要想弄清楚物质的起源问题,我们就必须先了解物质世界的构成。科学家们探索宇宙物质的方向按照物质尺寸分为两个,即微观和宇观。宇观方向是认识比人体更大的物体,比如比人体大10万倍的高山,比高山大10万倍的星球,比星球大10万倍的星系,比星系大10万倍的星团,还有比星团还要大的宇宙;微观方向朝着比人体更小的方向发展,比如尺寸为10万分之一米的细胞,100亿分之米的原子,1千万亿分之一米的原子核,以及尺寸更小的基本粒子。
认识物质世界的方向不同,研究方法也不一样,使用的研究工具也不一样。向宇观方向前进时,最常用的工具是望远镜。科学家们发明了各种各样的望远镜,对人们认识宇宙起到了非常重要的作用。光学望远镜是荷兰眼镜商汉斯利伯希偶然用两块眼镜镜片一前一后放置时看远处的景物时发现的。后来经过伽利略和牛顿的改进,人们可以通过光学望远镜观测远处的星体。今天,科学家们还研制了红外射线望远镜,紫外射线望远镜,X射线望远镜,伽马射线望远镜,无线电波望远镜,在这些望远镜的帮助下,我们可以从不同角度来认识远处的天体。在微观方向,科学家使用显微镜,人工射线,粒子加速器来研究物质的类型和性质。
通过两个方向的研究,科学家们获得了对物质世界的整体认识。并发展出一门把研究微观世界和研究宇观世界结合起来的交叉学科,这门交叉学科叫核天体物理学。核天体物理学就像下图中的衔尾蛇,它研究的物质尺寸范围可以从10的负20次方厘米一直延伸到10的正26次方厘米。研究的物体小到夸克、胶子,大到星系团乃至整个宇宙。
核天体物理就像一条宇宙衔尾蛇,它把尺寸最小的夸克和尺寸最大的星系团连接起来。
核天体物理学在极小和极大尺度的物质之间架起了一座桥梁,从而阐释恒星乃至宇宙中发生的纷繁复杂的奇妙现象。主要的研究内容包括:自然界中所有元素的起源,恒星演化的机制,驱动宇宙演化的能量来源,以及理解宇宙中纷繁复杂的奇妙现象。
感兴趣的读者,可以关注我,并跟我一起出发,走进这条探索宇宙的奇妙之旅。