宇宙四大基本力

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小欣教育问答
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宇宙四大基本力是强力、弱力、电磁力、引力。

一、强力

强力是作用于强子之间的力,是所知的维持宇宙的四种力量中最强的,最早认识到的质子、中子间的核力属于强力作用,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克组成的,强作用是夸克之间的相互作用力。

自1947年发现与核子作用的个子以后,实验陆续发现了几百种有强相互作用的粒子,这些粒子统称为强子。强力作用在粒子之间,携带强核力的粒子是胶子,也是基本粒子之一。强力是短程力,是四大自然力中最强的力。

二、弱力

弱力又称弱相互作用,是自然的四种基本力中的一种,它的力程比强力还要短,而且力很弱,宇宙中有几种力能改变夸克味的相互作用呢?只有弱力可以,而且弱力是唯一能令宇称不守恒的相互作用,因此它也是唯一违反CP对称的相互作用。

次原子粒子的放射性衰变就是由它引起的,恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动的。弱相互作用会影响所有费米子,即所有自旋为半奇数的粒子。

三、电磁力

电磁力指带电的粒子或带电的宏观物体间的作用力。两个静止的带电粒子之间的作用力由一个类似于引力定律的库仑定律支配着。相互接触的物体之间的弹力、摩擦力、流体阻力、表面张力以及气体压力、浮力、黏结力等都是相互靠近的原子或分子之间的作用力的宏观表现,因而从本质上说也是电磁力。

四、引力

引力指存在于任何两个物质质点之间的吸引力。它的规律首先由牛顿发现,称之为引力定律,这个定律说:任何两个质点都相互吸引,这引力的大小与它们的质量的乘积成正比,和它们的距离的平方成反比。生顿的万有引力定律简单易懂,涵盖面广。牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。

四大基本力的源泉

四大力的本质目前还没有一个统一的理论来解释,不同的力可能有不同的物理机制和数学表达。一些物理学家试图寻找一个能够将四大力统一起来的理论,称为大统一理论或量子引力理论,但目前还没有成功。

科学家猜测,在宇宙大爆炸前,宇宙的全部能量都积聚在一个密度极大、压强极高、温度极高、体积无限趋向于零的“奇点”中,这种能量体现为一种统一的“原超力”。原点启爆后,在千亿分之一秒内,随着爆点压强及温度递减,原超力逐步变为4种力释放于刚形成的雏形宇宙空间。从这种意义上说,现存于宇宙的四种基本力是以“原超力”为母体诞生的。

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