宇宙中的質量是怎麼產生的？

宇宙中的物質來至溼度。

宇宙中的能量來至溫度。

溼度加溫度等於質量。

例如地球上的物質來至地球上的溼度加溫度。

宇宙中的質量來至宇宙中的溼度加溫度

很多朋友都認為宇宙誕生於虛無，或者認為大爆炸論無中生有，這種都是完全錯誤的觀點，宇宙的物質一直都存在，而且總量完全沒有變化，大爆炸並不能憑空創造物質，它只是一個物質的轉變過程！

從物質的組成開始說起

物質是由原子組成的，現在這是一個小學生都知道的事實，但直到100多年前的盧瑟福從α粒子的散射實驗才知道了原子核的結構，原子核外層的電子佔據龐大的空間，而的原子核卻只佔了微不足道的中心區域，但整顆原子的絕大部分質量都集中在原子核上！組成原子和的是質子和中子，兩者克服庫侖斥力被強作用力緊緊的束縛在一起，無論是讓它們分開還是結合，都需要巨大的能量。因此要讓普通的原子裂變或者輕元素聚變都是一件超級困難的事情！夸克和膠子是組成中子和質子的更小單元，中子和質子都是由夸克組成，但兩者有個小小的區別。

中子：1上夸克+2下夸克

質子：2上夸克+1下夸克

中子可以透過衰變轉換為質子，自由中子的半衰期大約是800秒左右，原子核內部的中子也有一定的機率衰變！而質子則可以透過吸收能量轉換為中子，比如太陽核心正在發生的事情，質子反應鏈的第一步，兩個質子在高溫下透過量子隧穿效應轉換為氫的同位素氘，而這個機率很低，週期很長，這個效應保證了太陽是一顆超級長壽命的恆星（紅矮星更長）

夸克和膠子再往下就不能分了，它們都是屬於標準基本粒子模型的一部分。

夸克相變溫度

質能轉換方程，愛因斯坦在1905年6月27日發表《物質的慣性和它所含的能量有關嗎》論文中闡述了E=mc²這個簡單而又深刻的事實，一百多年來，我們認識到了質量真的可以轉換成能量，比如裂變有0.094%左右的質量轉換為能量，聚變大約有0.7%左右，而正反物質湮滅則可以100%的質量轉換為能量！

那麼有能量轉換為質量的方式嗎？答案是有：一對伽馬光子碰撞可以轉變為電子和正電子對的，但是必須兩個光子的能量足夠高才行。

這是能量轉換為質量的一種模式，而普通光子比如我們的鐳射和太陽光，能量是明顯不夠的！科學家已經完成了質量轉換為能量，也實現了從能量轉換為質量，那麼有沒有處在中間狀態的物質呢？

2011年6月，布魯克海文國家實驗室的RHIC(相對論重離子對撞機)將兩束金原子核加速到接近光速並使其碰撞，觀測到了高能量密度和超高溫的夸克膠子等離子體！測量到了淨質子數分佈的特徵！與格點量子色動力學的計算結果進行比較後確定了重子數密度為零的情況下，從強子物質到夸克膠子等離子體的相變溫度，根據計算這個溫度大約為2萬億度。

此時的物質處在能量和物質相變狀態，向上則轉變為能量，向下則是質量，也就是夸克和膠子。

宇宙大爆炸將能量轉換質量

宇宙大爆炸是一個將純能量狀態的奇點，透過暴漲降溫後，宇宙的溫度低於相變溫度以下，形成了物質的過程，當然它真正的過程並沒有那麼簡單，而是有一個非常複雜的過程：

普朗克時期：大爆炸開始至10^-43秒

大一統時期：大爆炸之後10^-43秒至10^-36秒

電弱時期：大爆炸結束之後，10^-36秒至10^-32秒

電弱對稱破缺和夸克時期：在大爆炸之後10^-12秒和10^-6秒g

強子時期：大爆炸之後10^-6秒至1秒

輕子時期：大爆炸之後1秒至10秒鐘

光子時期：大爆炸之後10秒鐘至38萬年

夸克膠子相變溫度轉換髮生在大爆炸發生後約10^-6S，從此之後，宇宙進入了強子時代，因為溫度再往下，強子（比如中子和質子）就誕生了！再往後就是太初合成過程（核聚變），宇宙中生成了氫原子核，氦原子核以及裡原子核，此時距離真正的原子誕生還需要38萬年！

因為宇宙密度還很高，高溫導致電子游離，只有待溫度降低才能形成原子，38萬年後宇宙溫度下降，逐漸變得清朗，光子也逃脫束縛在宇宙中飛奔！而物質的原子也真正形成，恆星也將也接過大爆炸的接力棒，繼續在它演化的不同階段中創造氫以後的大部分元素。

宇宙中的物質都是由從元素週期表中的第1號元素氫到第92號元素鈾組成的。其中，第1號元素氫是在宇宙爆炸時產生的，第2號元素氦中的一部分也是宇宙誕生時與氫一同產生的，其他部分的氦和所有比氦重的元素（天文學中，把所有比氦重的元素都叫重元素）都是在恆星中，透過核聚變反應產生的。其中從氦到第26號元素鐵，是恆星透過正常的核聚變反應產生的。比鐵重的元素是透過大質量恆星的超新星爆發中產生。

宇宙中的物質從何而來？物質是由在大爆炸後大約10^-36秒的膨脹期由量子對產生引起的大統一理論對稱性破缺而產生的潛能轉化而成的。

在普朗克時間（大爆炸後10-^43秒），我們的宇宙是一團不可思議的熾熱、粘稠的物質實際上，四種基本相互作用中的三種已經被統一：電磁力、弱相互作用、強相互作用。這被稱為“大統一理論”。這種力的統一和這些力組成了一種對稱性，這種對稱性潛藏著能量。

現在讓我們把時間稍微往後推一點點，到大爆炸之後的10^-36秒。宇宙在急速膨脹，逐漸冷卻。這時，它的溫度逐漸降低，大統一被打破，強相互作用力與電弱力（電磁力＋弱相互作用）被分離，這種平衡的破缺釋放出了難以估量的能量。

這股能量非常龐大，直接導致宇宙在10-^32秒之內急速膨脹到原本的10^60倍！這被稱為“暴脹時代”。注意，和當今的宇宙膨脹一樣，膨脹的是空間本身，所以這個過程中沒有打破相對論，相對於周圍的空間，沒有東西比光移動得更快。

現在就到了激動人心的環節了：膨脹的能量創造了物質。

當膨脹發生時，“短暫的存在時間”其實並不短暫，它可能與宇宙的壽命等長！所以真空實際上是無時無刻不被成對的粒子填滿的。粒子和反粒子的性質在所有意義上都是相反的——除了質量，他們同樣擁有正質量。所以，粒子的製造過程實際上是從一片荒蕪中中創造出了物質。

通常來說，這些物質可以被轉化回能量，歸於湮滅。然而當宇宙開始膨脹時，在很短的時間內，成對的粒子和反粒子之間的距離被無限拉遠，它們與自己的“另一半”相隔海角天涯，所以無法轉化回去。於是，粒子和反粒子們得以保留真實可觸的物質形態，而不再是海森堡量子猜想的空中樓閣。

透過這種方式，量子漲落被凍結，物質在能量的膨脹過程中被創造出來。從這一過程中推測出的擾動譜與普朗克號探測器在宇宙微波背景輻射中測到的譜基本一致測度。這就是著名的哈里森-澤爾多維奇譜，譜指數ns=1ns=1。根據膨脹的實際情況預測，由於膨脹結束時產生的影響，實際值應當稍低於此。 其後普朗克號太空探測器測量到 ns=0.97ns=0.97，驗證了這個驚人的事實。

有三條路徑產生質量：

中微子→正電子＋負電子

光子→正中子＋反中子

中微子在空洞冷極（-273.15C°）中所有中微子量子態就會趨同形成一個“粒子”，叫中微子玻色-愛因斯坦凝聚態。中微子冰就出現質量，進一步聚集後可以形成黑洞。（先天一代黑洞，愛因斯坦預測的是後天次代黑洞）

質量有三個定義：慣性質量、引力質量和相對論質量。三個質量統一於物體內含有正負電荷數的數量。

鍾馗八字：克己、正心、修身、復禮。

很榮幸回答問題

質量是地球上的物質本身具有的特性，由於地球引力作用於物質的結果，只不過隨著我們人類文明的發展，慢慢的發現了物質的這個特性，至於浩瀚的宇宙中質量是怎麼產生的，估計以目前人類所掌握的知識，也是由於引力使得有質量這一特性產生

宇宙是時間、空間、物質與能量的集合體。宇宙由68%的暗能量、27%的暗物質和5%的可見物質組成。現在宇宙中有上千億個星系，每個星系又有1000億至4000億顆恆星，可以形象地說，地球上有多少沙粒，宇宙中就有多少顆恆星。

人類可以看見的宇宙物質，大到星球，以及山川河流、森林動物，小到肉眼看不到病毒、細菌等宇宙萬物，僅僅是構成宇宙5%的可見物質。 宇宙間可見和不可見的物質與能量，都是宇宙大爆炸的產物，可以說，宇宙大爆炸是宇宙萬物的“造物主“。

宇宙大爆炸後38萬年，溫度降至3000K（開爾文，下同），才有了最初物質，氫原子的形成，隨後氫原子核聚變成氦，所以，宇宙星雲基本由氫與氦構成。星雲在自身引力的作用下，大約在大爆炸10億年後，形成了第一批恆星，有了銀河系的雛形，以後隨著恆星的誕生、成長、衰老到死亡，恆星自身的引力與坍縮相互作用，形成了自然界中92種元素，可以說，恆星的形成與消亡過程，就是自然元素的形成過程，小質量的恆星（比如一個太陽質量的恆星）死亡後，形成白矮星，主要是碳。中等質量的恆星（1-10個太陽質量的恆星），死亡後，形成中子星，主要造就了原子序號26鐵以前的元素。而只有超大質量的恆星，死亡後形成黑洞，形成重金屬元素。宇宙中5%的可見物質，包括無機物和有機物，都是由92種元素，以及它們的化合物構成的。 比如動物呼吸的空氣是氮、氧、二氧化碳等組成；覆蓋地球70%多的水，包括海洋、冰川、河流、湖泊等都是氫與氧的化合物，H2O；所有恆星都是氫和氦的集合體，所有固態行星，大多由氧化物、矽酸鹽、碳酸鹽等化合物，以及鐵鎳核構成。

質量的定義：物體的質量是物體所含基本物質的數量。有基本物質就有質量，基本物質是物體質量的基本元素，物體的運動狀態和觀察作用顯然是無法改變其中的基本物質數量的。物質的產生還是宇宙中存在大量的物體，每個物體都由各自的物質組成的，物質本身就含有基本的量，組成物質之量，物體又處於不停的執行狀態，執行能使物質產生更大的量度，其實質量的產生這個問題是個很答覆的！因為宇宙中的一切物質是怎麼產生的？

宇宙中的質量是在宇宙大爆炸後10^-36秒的暴脹期，統一場論中量子對的對稱性破缺產生的潛能轉換而來。

簡而言之，宇宙由奇點開始爆炸的時候，無窮的能量轉化成了物質，物質就具備了質量（光子除外）。

但是，又有個非常奇怪的理論，宇宙質量總和為什麼是零？

是不是讓人一頭霧水。

愛因斯坦的相對論是人類研究宇宙最為重要的工具，愛因斯坦透過縝密的計算公式對宇宙質量進行過測量，透過無數次的計算，發現宇宙的質量總和竟然為零！

宇宙廣袤無邊，裡面的星球不計其數，為什麼整個宇宙的質量總和為零呢？

他提出了一個大膽的構想，那就是宇宙在大爆炸之後產生的物質有兩種形式，一種是正物質一種是反物質！

正物質就是我們現在能夠看得見的宇宙，而反物質就是我們看不見的另一個宇宙，正反物質質量相等。

愛因斯坦一生中也沒有能夠弄明白到底為什麼宇宙總質量為什麼等於零。隨著科技的發展，現在科學家們已經能夠從實驗室中發現反物質。反物質是一種具備強大能量的物質，一旦反物質與正物質相遇，雙方就會湮滅抵消，從而產生巨大的能量！

宇宙廣袤無邊，存在著無數的秘密，我們人類對於宇宙的探索才剛剛開始。人類早晚有一天會弄清楚宇宙中存在的秘密，到了那一天也許太陽系銀河系都不能再束縛住人類的腳步。

這裡打算從現代物理學中“場”的概念出發，做一個框架上的回答。

“場”的概念是現代物理學中最重要的一個理論框架。例如電磁場就是自然界中大家最熟悉的一種場，無線電、電視訊號、手機通訊、太陽光組成的電磁場的海浪，是我們所有人每時每刻都沉浸其中的天然浴場。光子作為電磁場中力的信使粒子，是電磁場的基本組成單元，兩塊磁鐵之間的力就可以理解為它們相互交換無數個光子對而形成的。

引力場是另一種大家熟悉的場，它始終如一地統一著地面與天上的全部引力效應。類似於電磁場，我們相信引力場也是由引力子組成的，但是由於引力是自然界四種基本作用力中最弱的力，因此引力子遲遲未能在實驗室中被探測到。

除了以上兩種著名的場，還存在分別描述著強核力與弱核力的場。另外，量子力學中的機率波也可以被視為一種遍佈整個宇宙空間的場。而在二十世紀末的幾十年中，有一種場在宇宙學與粒子物理學中扮演著舉足輕重的角色，那就是希格斯場。希格斯場是一種在大爆炸後就填滿整個宇宙的最基本的真空海洋，正是希格斯海（場）的存在，使得我們生活中看到的形形色色的事物具備了我們所熟悉的各種性質，尤其是質量。

希格斯場是以蘇格蘭物理學家希格斯的名字命名的，在2014年，歐洲核子研究中心對外公佈，已經確認在實驗中探測到希格斯場的激發態——希格斯粒子。由於希格斯粒子（場）可以解釋萬物的質量起源，它因此也被人們稱為上帝粒子。

在宇宙大爆炸之後的10^-43秒，出現了高達10^32開的高溫，這時宇宙中所有的場都處於劇烈的震盪之中。隨著宇宙逐漸膨脹，溫度漸漸降低，物質及輻射最初所具有的巨大密度穩步衰減，宇宙中的大片區域變得前所未有的空蕩，場的波動漸漸平息。在平均的意義上，真空的場值被認為是0。

在大爆炸之後的超高溫度下，希格斯場在空間每一點同樣是狂熱地上下波動著，但是隨著宇宙溫度的降低，希格斯場會在空間中“凝聚”出一個非0的場值（希格斯場的真空期望值）。

對於普通場來說，它們的場值為0時，其能量也為0。希格斯場則不一樣，為迫使它的場值為0，就必須提高它的能量，這在能量的角度上就意味著真空不是完全的一無所有，到處都填充著希格斯海。

不同的粒子在希格斯場中加速運動時，受到的阻力是不同的。這種阻力就表現為粒子的慣性，也就是粒子的質量。受到的阻力越大，慣性越大，質量也就越大。打一個比方，粒子在希格斯場中的運動就好像將一個乒乓球扔進了一個裝滿蜂蜜的蜜罐中，乒乓球在試圖做加速運動時，總是會受到明顯的粘滯力。

但是稍微不同的是，乒乓球如果在做勻速直線運動，則不會感受到任何阻力。再舉一個粒子，如果我們將粒子的質量比作一個人的名氣，那希格斯場就可以視為狗仔隊，平常的老百姓可以隨意在成群的攝影師中穿行（靜質量為0或質量很小的粒子，光子、電子等輕子），而電影明星要想穿過去可就不容易了（大質量的粒子，夸克等重子）。

那麼不同粒子，為什麼會因希格斯場而獲得不同的質量呢？

理論研究表明，大爆炸之後的10^-11秒，整個宇宙的溫度大概是太陽中心溫度的1億倍，此時希格斯場在劇烈的“沸騰中”會被完全蒸發掉，而所有粒子受到的阻力都是0，也就是無質量的粒子。伴隨著宇宙的膨脹，宇宙也逐漸在降溫，相變過程中的自發對稱性破缺使得各種粒子在“凝聚”狀態下的希格斯場中出現了不同的質量。

當然，從追根溯源的精神出發，希格斯場僅僅是將粒子的質量起源問題轉化為希格斯場為什麼會存在的問題。但是，從純粹數學的角度去理解希格斯場的性質，哪怕還不能徹底搞清楚它為什麼會出現，也是人類對於萬物質量起源認識程序中的一大進步！