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    第20章 自己证明自己的伟大(第 2/3 页)

    我们不禁要问，为什么会是这个比例？这是巧合还是必然？如果让宇宙重来一次，还会是这个比例吗？还会形成今天的世界吗？生命的诞生，有没有其先决条件的充分性？”

    导言写得倒是很危言耸听，而且小学生都能听得懂，至少知道这本书要讨论的是什么，现状如何。

    麻依依觉得这部分没问题，就继续往下看专业的部分。

    “宇宙中氢元素与氦原素的比例，乃至于其他比氦更重的元素的比例，最底层的决定法则，在于宇宙中质子与中子的比例。

    众所周知，标准的氦原子核是由两个质子加两个中子构成的，而标准氢原子是由一个质子、没有中子构成的。氦原子需要1比1的中子与质子，氢原子只需要质子。

    至于比氦更重的元素，在宇宙创世之初并不可能存在，因为它们都是恒星诞生后由于超高压核聚变反应产生的。在宇宙刚诞生的时候，那里只有辐射，只有高热和膨胀，引力和压力都是次要的，所以还轮不到核聚变登上宇宙的舞台。

    而第一颗恒星的诞生，距离宇宙刚刚诞生已经很遥远，是宇宙已经足够冷却后的产物，也就不在宇宙创世的讨论范围内。

    所以，问题的核心回到了那个最简洁的表述：宇宙创世之初，为什么氢原素和氦原素的总质量比例，近似接近3比1？为什么那个时刻，质子与中子的比例，接近7比1？”

    读到这儿，麻依依稍微心算了一下，确认数字没问题。

    （氢是纯质子，所以3份氢就有3份质。氦是质子中子对半分，所以1份氦的质量可分解为0.5份质和0.5份中。因此氢氦相加后，质子中子是3.5份比0.5份，也就是7比1。）

    “这就要从中子的生死存亡法则说起了。众所周知，中子在没有被固定到原子核里的时候，以自然游离态存在时，是极为不稳定的，会自动释放出一个电子，然后其本体衰变为一个质子。

    而且这个过程自然状态下并不可逆，也就是不带电的中子会衰变成一个带正电荷的质子，与一个代负电荷的电子。而带正电的质子与带负电的电子，却没法重新自发合成中子——这就是原子物理上常说的β衰变。

    不过，自然状态下上述衰变不可逆，却不代表宇宙之初时也不可逆——在宇宙刚诞生的0.1秒后，当时宇宙的温度高达1000亿度，在那样的环境下，电子会因为所携带能量过于巨大，而呈现‘强电子’的状态，这种强电子在撞击质子时，是可以做到与质子重新融合，变成中子的。

    所以，如果宇宙一直保持1000亿度的高温，那么那儿的质子与中子应该能永远保持五五开的比例，而不是现在的七比一。后续之所以不可逆了，是因为宇宙快速冷却了，无法保持一千亿度或者至少几百亿度的高温，仅仅十几秒钟后，温度就下降到了几十亿度，上述强电子与质子重新合成中子的自然逆向衰变，再也无法发生。

    到了这一步，问题也就进一步转化了：从中子开始批量因β衰变而‘死亡’、转化为质子开始，到宇宙的温度降低到足以产生稳定的原子核之前，还能活下来多少个中子？”

    麻依依读到这儿，书的第一部分的梗概大致就看完了。

    很宏大，后面第二部分则是各种严谨的计算。

    顾玩在书里演算了质子和中子能够组成氦原子核时，所需的温度——在之前1000亿度到几十亿度的时候，原子核都是没发存在的。因为太热了，基本粒子运动太剧烈了，原子核根本没法存在，因为束缚不住，会被质子和中子挣脱。

    原子核要存在，需要的上限温度是9亿度。

    也就是超过9亿度，所有原子都会崩，都无法以原子态存在，只能以离散的质子中子电子等基本粒子态存在。

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