宇宙大尺度觀測(cè)已達(dá)到130億光年(1光年等于光線走一年的距離,約等于十萬億公里)。但是我們沒有看到宇宙的“邊”,宇宙往大的方向延伸是無限的!
宇宙小尺度觀測(cè),已經(jīng)可以看到千萬萬億分之一厘米(10-19厘米),也沒尋到“頭”,還可往小走。宇宙往小的方向延伸也是無限的。
最微小的粒子與最大的宇宙,即微觀和宏觀世界的兩個(gè)前沿研究逐步結(jié)合在一起。微觀世界的研究成果很多已經(jīng)用于研究宇宙早期的形成與發(fā)展過程,如:為什么宇宙中只有物質(zhì)而沒有反物質(zhì)可以用CP破壞機(jī)制來解釋。宇宙中的暗物質(zhì)和暗能量到底是什么,也需要粒子物理去解釋?!?
很多新興交叉學(xué)科出現(xiàn)了,如粒子天體物理、粒子宇宙學(xué)、中微子天體物理等等。粒子物理學(xué)在2006年被美國(guó)國(guó)家高能物理顧問專家組重 新定義為“物質(zhì)、能量、時(shí)間和空間的科學(xué)”,非常準(zhǔn)確,反映了學(xué)科交叉的時(shí)代特征。
粒子物理面臨十大問題懸而未解:
?。?)是否存在未發(fā)現(xiàn)的自然規(guī)律,如新的對(duì)稱性和新的物理規(guī)律?
(2)是否存在額外維空間?
(3)能否把自然界所有的力統(tǒng)一為一種力?
?。?)為什么存在如此多的種類不同的粒子?
?。?)為什么夸克和輕子只有三代?粒子質(zhì)量的起源是什麼?
?。?)什么是暗物質(zhì)?如何在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生它?
(7)什么是暗能量?
?。?)中微子能給我們什么啟示?它如此微小的質(zhì)量及其在宇宙演化中的作用實(shí)在是個(gè)謎?!?
(9)宇宙是如何形成的?如果宇宙大爆炸理論是對(duì)的,那么大爆炸之前是什么?
?。?0)為什么今天宇宙中只有物質(zhì)而沒有反物質(zhì)? |