1700899906
图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895607]
1700899907
图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 3 宇宙间的隐者 中微子
1700899908
1700899909
中微子个头小，不带电，质量也几乎为0，却能自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，它号称宇宙间的隐者。科学家观测它颇费周折，从预言它的存在到发现它，用了很多年的时间。
1700899910
1700899911
1700899912
不可捉摸的过客
1700899913
1700899914
在微观世界中，中微子一直是一个无所不在而又不可捉摸的隐者。产生中微子的途径有很多，如恒星内部的核反应、超新星的爆发、宇宙射线与地球大气层的撞击，以至于地球上岩石等各种物质的衰变等。但是它与物质的相互作用极弱，以致人们至今对它的认识还很肤浅，就连它有无质量也还没有搞清楚。
1700899915
1700899916
1930年，奥地利物理学家泡利提出了一个假说，认为在β衰变过程中，除了电子之外，同时还有一种静止质量为零、电中性，与光子有所不同的新粒子放射出去，带走了另一部分能量。这种粒子与物质的相互作用极弱，以至仪器很难探测得到。这种粒子后来被命名为“中微子”。
1700899917
1700899918
但是，在泡利提出中微子假说后，又经过很多年，才由美国物理学家弗雷德里克·莱因斯第一次捕捉到了中微子，而他也因此获得1995年诺贝尔物理学奖。
1700899919
1700899920
1700899921
决定宇宙的质量
1700899922
1700899923
原生的中微子在宇宙大爆炸时产生，现在成为温度很低的宇宙背景中微子。单个中微子的质量虽然微不足道，但在整个宇宙中，中微子的数量却极其巨大，平均每立方厘米有300个，密度与光子相仿，比其他所有粒子都要多出数十亿倍。虽然现代科学还没有办法确定它有无质量，但这一问题却关系着宇宙如何演变到今天的过程。如果中微子具有静止质量，其总质量将会非常惊人，联系我们前面所说的开放宇宙和闭合宇宙，中微子就决定着宇宙是膨胀还是收缩。
1700899924
1700899925
1700899926
1700899927
1700899928
图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 宇宙中的幽灵怪客——中微子
1700899929
1700899930
1700899931
1700899932
1700899933
1700899934
1700899935
1700899936
图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895608]
1700899937
图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 4 反物质哪里去了 磁单极概念的引入
1700899938
1700899939
既然在宇宙初期，反物质大量存在，那么在现在的宇宙中，为什么在自然状态下没有由反粒子构成的反物质呢？理论上粒子和反粒子应该是同样地存在的才对。
1700899940
1700899941
1700899942
“一边倒”状态
1700899943
1700899944
粒子与反粒子的诸多性质正好相反，即具有相反的正负号，恰似一块磁铁的北极和南极。在实验室内产生粒子和反粒子时两者是完全平等的。那么，是否宇宙初期产生的反粒子和粒子也相等呢？如果也是相等的，为什么当我们收集宇宙射线时，却发现宇宙中鲜有反物质存在。宇宙是由物质，而不是反物质占着主导地位。
1700899945
1700899946
如果宇宙初始状态是物质与反物质均等的状态，再假如物质不能转变为反物质的话，那么这样一种状态就不可能转变为我们今天所见的“一边倒”状态。
1700899947
1700899948
1700899949
大统一理论
1700899950
1700899951
20世纪70年代，粒子物理学家开始将电磁力、弱作用力、强力纳入“大统一理论”。科学家们认为，自然力的强度随环境的温度的变化而变化。在非常高的能量下，上面所说的3种力应变得大致相等，该能量远远大于任何可以设想的地球上的粒子对撞机所能产生的能量，而与宇宙本身肇始之后约10-35秒所历经的能量相等。
1700899952
1700899953
这种大统一理论几乎不可必免地引出两类新粒子。第一类我们称之为χ粒子，它可以将物质转变为反物质。因为只有能够发生这样的转化，才有可能存在一组关于基本粒子相互作用的真正统一的定律。这一特征使这些大统一理论能够为宇宙中某种奇怪的“一边倒”现象作出解释。
1700899954
1700899955
χ粒子很快就衰变成了其他粒子，如夸克与电子。而大统一理论引出的另一类粒子就是所谓的磁单极。