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。
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