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  • 1 # 蕊香益人

    這是一個在解釋宇宙有沒有奇點,有沒有大爆炸的擦邊球問題。純能量,我想這裡你指的純能量,大概就是一切都並只是在施放自身能量的事件,脫離我們眼觀事物上的種子、幼苗、成株、立壯、有果……的在空間時效中的現象,從而隱含的告訴我們宇宙沒有奇點,更沒有大統一上的爆炸,只是宇宙物質存在在這麼一個湯中,有爆發散射的擴散,同時在另一個峰面存在凝聚團結的豎果,反饋宇宙沒有奇點式的純能量爆炸,解釋爆炸必須有外因的存在,不只是隻身塌縮又存在在空間中存在沒有大與小的比較的自身塌縮成奇點的境象。

    這下你想一下,有沒有純能量的宇宙呢!當存在中的物質,在它聚集能量成長中時,成長壯大的本質大與它成長中排斥的性質,對於相對中的它方它物擁有此時此刻的當下,認可它的這種性質上的本質,它便不是純能量的,它沒有把它本質上的能量全部施於出去,給它相對持對中的物給與滋潤,這裡也說明就是不成長壯大,然而相對上它給與它相對的物是以相對而客觀的存在,在存在上此時此刻的存在相對不變在當下,它也不是純能量的。

  • 2 # 科學美少男

    應該反問一下自己,它既然是純能量,就具備無法可視的屬性,如果你可以發現它,那麼它必然以某種形態出現,那麼它就不再是純能量了,能量變為這種物質形態的一種屬性。

    因此,或許我們身處其中而不自知,因為我們發現不了純能量,或者說目前還沒有找到發現的辦法!引起宇宙的膨脹的能量可能就是純能量,所以暗物質是最佳候選人。或許有一天我們可以創造時空,才能知道它到底是什麼樣的存在!

    圖:在大型強子對撞機的小型介子螺線管探測器上希格斯玻色子被發現。

    這次高能碰撞說明了能量轉換總是以粒子的形式存在。

    能源扮演著重要的角色,不僅在日常生活中,在基礎物理學中也是如此。汽油中儲存的化學能可以轉化為動能推動汽車前進,恆星中原子核相結合可以釋放光和熱,以及中微子。能量似乎總以屬性的形式存在,是否有什麼物質就是能量,只有這一種屬性,或者說能量就是它本身?

    能量是粒子的一種特性

    從根本上說,能量可以有多種形式。

    圖:在標準模型中的已知粒子,都是被直接發現的基本粒子;除了少數玻色子外,所有粒子都具有靜態質量。

    平常接觸到的能量主要形式是質量。是的,質量也是能量的一種,這是愛因斯坦質能等價方程E = mc2,告訴我們的。物體都是由大量的粒子組成的,粒子有質量就等於有能量。運動的粒子還具有動能,或者說運動的能量。

    圖:氫原子中電子躍遷與所處能級不同產生的光子具有的能量(波長)不同

    粒子以多種方式結合在一起,形成更復雜的結構,組成了世界的萬物,大到宇宙天體,小到原子核。

    圖:氫聚變成氦

    這種相互結合的能量被稱為結合能,但結合能其實是負值,結合的過程中也是釋放能量的過程,也就是1+1<2,這也是恆星中原子核與原子核結合釋放出大量光和熱的原因,透過根據E = mc2,只要知道恆星失去的質量就可以算出恆星釋放的能量。

    圖:從太陽誕生起到現在,由於核聚變向外釋放能量,它已經失去了一個土星的質量。

    太陽釋放能量的另一個例子:它以光子的形式向外界釋放光和熱,這種傳遞能量的方式,與其他形式不同,因為光子並沒有靜質量。像光子、膠子和引力子(假如有),都以光速運動,能量體現為動能,在膠子的例子中,膠子負責原子核和質子內部的結合能。

    圖:質子中夸克透過相互作用

    那麼能量本身是否可以獨立於這些粒子而存在?

    能量以輻射的形式存在

    圖:雙星環繞

    幾十年來,科學家一直在觀察雙星(中子星)環繞。透過對雙星的定期測量,可以發現一些雙星中的脈衝星會向我們傳送非常有規律的脈衝。我們能夠從中探測到它們的軌道相互旋轉,並且逐漸衰減。當結合能增加時一定會釋放能量,並以某種形式輻射出去。但科學家發現我們只能探測軌道的衰變,探測不到能量的輻射。

    圖:廣義相對論預測了雙星軌道衰變和引力輻射——引力波

    2015年9月14日,LIGO首次探測到來自黑洞合併產生的引力波。在那一天,兩個黑洞相互旋轉靠近,巨大的引力波在它們合併時沖天而起。黑洞質量分別為36倍和29倍太陽質量,合併後的最終質量是62個太陽質量,丟失的三個太陽去哪了?

    圖:2015年9月14日黑洞合併的資料,在合併過程中,有三個太陽質量消失了。

    三個太陽以引力波的形式發射出來的,科學家探測到引力波的大小正好可以彌補三個太陽的大小。引力波再次得到了證實,愛因斯坦的等價方程E = mc2,以及能量可以作為某種粒子(引力子,尚未證實)或物理現象的形式存在。

    能量有多種形式,其中一些形式是基本的。一個粒子的靜質量等價的能量不會隨時間改變,粒子之間的能量也一樣,它是宇宙中所有事物固有的一種能量,但能量都是相對的。激發態的原子比基態的原子擁有更多的能量,因為結合能的不同。想要轉換到低能態,就要釋放光子,因為能量守恆。而能量需要被粒子攜帶,並無法獨立存在,能量即使是轉變為無質量的粒子的動能也只是粒子的一種屬性。

    光子沒有質量,只有能量

    圖:光子(紫色)攜帶的能量是另一個光子(黃色)的一百萬倍。即便如此兩個光子速度卻相同

    光子是種很奇怪的粒子,它的能量是相對的,取決於觀察者的狀態。如果向著光子靠近,你會發現它的能量似乎更大(藍移),如果你遠離它,它的能量會變小,出現紅移。

    圖:紅移與藍移

    不過,即使能量是相對的,但是對於任何觀察者來說,它卻總是守恆的。無論相互作用是什麼,能量都不可能以單獨的形式存在,而只能是粒子的一部分,無論是大質量的還是無質量的。

    圖:能量可以從一種形式轉化為另一種形式,甚至可以從靜止質能轉化為純動能,但它總是以粒子的形式存在。

    暗能量

    然而,有一種形式的能量可能根本不需要粒子——暗能量。導致宇宙加速膨脹的能量形式很可能是宇宙結構本身固有的能量!這種對暗能量的解釋是自洽的,與我們所看到的遙遠、後退的星系和類星體的觀測結果相吻合。

    據我們所知,這種形式的能量既不能用來創造或毀滅粒子,也不能相互轉換成其他形式的能量。它的能量似乎就是它自己,與宇宙中存在的其他形式的能量沒有聯絡。

    圖:沒有暗能量,宇宙就不會加速。但是沒有辦法透過宇宙中的其他粒子來獲得能量。

    總結

    因此,對於是否存在純能量這個問題的完整答案是:

    對於所有存在的粒子,無論是質量大的還是質量小的,能量只是它們的一種屬性,不能獨立存在。對於所有在系統中能量丟失的情況,比如利用引力衰變,透過某種輻射形式帶走能量,使其守恆。暗能量本身可能是最純粹的能量形式,獨立於粒子而存在,但就宇宙膨脹以外的任何影響而言,宇宙中的其他一切都無法獲得這種能量,所以我們很難“逮住”它們!

    據我們所知,能量不是我們可以在實驗室中分離出來的東西,是物質、反物質和輻射都具有的許多特性中的一種。創造獨立於粒子的能量是宇宙本身在所做的事情,但在我們學會如何創造(或摧毀)時空之前,我們自己並無法做到。

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