导图社区 《宇宙的不完美进化》总结
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《宇宙的不完美进化》总结
1 敲响新物理之门的赌注
夸克、胶子、大爆炸和茶匙
1、“现实”是一个虚假的概念,很难严格定义
2、光速不是无限大
3、宇宙平均温度为-270℃
于是便有了光
宇宙膨胀释放多余能量,呈指数级增长,突发性消退
超高速膨胀时冷却
平静后会再次变热,充满新的粒子
迷失于多元宇宙
1、不同宇宙相似,但可能有完全不同的物理定律
2、不同宇宙无法相互沟通,真空微观波动会触发形成其他宇宙的膨胀增长
暗物质之谜
暗物质,无形、无法解释、不发光,充满空间
超对称的魅力
每一个已知的粒子都有一个超对称伙伴,一个在各方面都与之类似的粒子
一定有一种理解的方法
1、星系和星团距离我们越遥远,离开我们的速度就越快
2、一切将无限地、越来越快地发展,一切都将被黑暗和寒冷所笼罩
3、我们的无知是巨大的:我们周围95%的东西对我们来说完全地、绝对地无法理解
2 男孩们的冒险
质量的难题
1、真空并不是虚无,它存在一个场,占据空间每一个角落
2、与场的相互作用越强,粒子的质量就越大
梦想的名字
万有理论
引力只有在像太阳、地球或月球这样的巨大质量分布上作用时才变得重大
没人在乎在同一间办公室或同一间工作室工作的同事之间的万有引力
额外维度
1、我们认为引力很弱,因为我们只考虑了我们所熟悉的四维世界的微弱投影
2、在宇宙诞生的最初时刻,巨大的能量使所有额外维度保持开放。在随后的冷却过程中,它们立即闭合起来
3、宇宙黑洞是其质量如此之大以至于它们甚至可以吞噬光
3 疯狂的实验
“指环王”——各式各样的储存环
1、粒子相互碰撞时,碰撞的能量可以转化为质量:碰撞的能量越大,产生的粒子质量越大
2、电子加速器是进行精确研究的理想工具,而质子加速器则是卓越的探索加速器
3、加速器的能量和亮度是最重要的
从沃克西哈奇到大型强子对撞机:一场激烈的竞争
超导性材料对电流通过不产生电阻
不可能的探测器
现代粒子探测器是一种巨型数码相机
4 突如其来的瓶颈期
香肠和黑洞
视频显示地球在几分钟内被大型强子对撞机产生的微观黑洞吞噬
超级显微镜
1、粒子加速器可以被视为超级显微镜或时间机器,将电子、质子或重离子加速到非常高的能量,使它们相互碰撞
2、微小的物质碎片的能量和温度就有可能达到在早期宇宙的极端条件。带我们回溯数十亿年前,看到发生在非常遥远时间里的现象,理解在大爆炸之后的瞬间
和我上司的争吵
1、如果你在追逐梦想,不要听那些试图约束你的人讲的话,即使他们是世界上最权威的物理学家
2、去激情指引你的地方,也许你不能实现你的梦想,但你肯定不会后悔
5 竞争正式拉开帷幕
作为发言人的生活
1、超环面仪器和紧凑渺子线圈是规模巨大的合作项目
2、科学的过程需要思想的传播和猛烈的批评
3、探测器是极其复杂的仪器。一点小事就足以造成无法挽回的灾难
组织战略的改变
只有当年轻人被要求承担重大责任时,他们才具有这种热情和激情
6 在沉默中迎接宇宙的真相
冷热交替的“苏格兰淋浴”
在物理学中,否定的结果很重要,排除了某个理论是正确的,它推动我们把注意力集中在尚未被证伪的理论上,或者建立全新的理论
宇宙的起源
希格斯场:希格斯玻色子以光速运动,大爆炸后,无数希格斯玻色子在凝聚,在一个无所不在的场中永远地结晶
希格斯玻色子和新物理学
1、希格斯玻色子会与已知的粒子和尚未被发现的粒子相互作用,因此成为一种新的调查工具,提供世界上完全看不见的地方的线索
2、超对称性理论能够解决一些现代物理学中最深奥的问题(暗物质、大统一理论、希格斯玻色子之谜)
但它有一个缺点:到目前为止,超环面仪器和紧凑渺子线圈进行了数百项独立研究,没有任何新发现
宇宙的终结
1、大爆炸时,在量子真空中打开的微观裂缝会立即再次闭合,一切甚至会在开始之前就结束了
然而,有了这些非常特殊的值,弱电真空能够形成并抵抗了数十亿年的时间,允许一切演化,直到我们人类出现
2、在宇宙的尽头,我们面临着两种状况
如果电弱真空能抵抗,暗能量就会把一切都清除,直到黑暗和寒冷主宰一切
如果真空结构的改变,可能会打断非常缓慢的、可怕的暗能量之舞,并允许我们逃离更迅猛、更壮观的场景
9 通往未来的一扇门
基础研究和新技术
1、大型强子对撞机网格的成功使得新架构能够输出到许多其他需要大量计算资源的研究领域
网格解决方案的商业变体云计算,即“云”,使数百万用户能够更好地管理他们需要的计算资源
2、世界上的加速器,目前50%用于医学(放射治疗),41%用于制作电子芯片,9%用于工业生产
3、没有物理学就不会有现代医学
没有加速器就不会有小型电子设备
飞机
火车
汽车
机器
工具
电脑
手机
10 全新的创世纪
如果我们真的发现了“上帝粒子”呢?
1、希格斯玻色子可以解决现代物理学的三大难题
正反物质的不对称
暴胀的起源
暗能量
2、希格斯玻色子,两种功能
引发了产生万物的混沌
爆发平息后相互作用之间建立秩序
3、引力波是由暴胀产生的
时空的扰动传递给与玻色子相互作用的光子,光子经历印记
特殊的极化
相互作用
新的巨大挑战
1、随着希格斯玻色子的发现,物理学决定性转折点核心基本问题
基本粒子的起源
产生我们物质宇宙的机制
时空、物质和暗能量的结构
2、未来几十年,通过结合加速器、地下实验室和卫星上的研究,暗物质将越来越难在我们的观测中隐藏起来
揭开遥远灾难的秘密
只有当巨大的质量获得巨大的加速度时,才能产生足够强大的引力波