Hva Er Den Sterkeste Kraften I Universet?

når det gjelder de grunnleggende naturlovene, kan vi bryte alt ned i fire krefter som er kjernen i Alt I Universet:

1. den sterke kjernekraften: kraften som er ansvarlig for å holde atomkjerner og individuelle protoner og nøytroner sammen.
2. den elektromagnetiske kraften: kraften som tiltrekker og avviser ladede partikler, binder atomer sammen til molekyler og liv, og forårsaker blant annet elektrisk strøm.den svake kjernekraften: kraften som er ansvarlig for noen typer radioaktivt henfall og omdanning av tunge, ustabile grunnpartikler til lettere.tyngdekraften: kraften som binder Jorden, Solsystemet og stjernene og galaksene sammen.

Avhengig av hvordan du ser på det, har hver kraft en skala og en omstendighet der den skinner over alle andre.

Gå ned til de minste skalaene-10^-16 meter, eller en million ganger mindre enn et atom-og den sterke atomkraften kan overvinne alle de andre. Ta for eksempel heliumkjernen: to protoner og to nøytroner, bundet sammen i en stabil konfigurasjon. Selv den elektromagnetiske avstøtningen mellom de to protonene er ikke nok til å overvinne den limlignende sterke kraften som holder kjernen sammen. Selv om du tar et nøytron bort, forlater du med to protoner og bare ett nøytron, er den isotopen av helium også stabil. Den sterke kraften, på de minste avstandene, vil konsekvent overvinne alle de andre, og kan derfor under mange omstendigheter betraktes som den sterkeste.

men prøv å bygge atomkjernen din for stor og den elektromagnetiske kraften tar over. Uran-238 vil for eksempel spytte ut en heliumkjerne så ofte, da avstøtningen mellom de forskjellige delene av kjernen er for stor for den sterke kraften til å holde alt sammen. På større kosmiske skalaer er det de intense magnetfeltene som genereres av kollapsede stjerner og raskt roterende, ladet materie som kan akselerere partikler til De største energiene i Universet: de ultrahøye energi kosmiske strålene som bombarderer oss fra alle retninger i himmelen. I motsetning til den sterke kraften er det ingen grense for rekkevidden av den elektromagnetiske kraften; et protons elektriske felt kan følges fra Den Andre siden av Universet.

den svake kjernekraften kan virke som den sterkeste kandidaten for den sterkeste kraften, gitt navnet, men selv denne relative svakheten har sine øyeblikk å skinne. Under de rette forholdene kan den elektromagnetiske kraften (som arbeider for å avstøte like ladede komponenter) og den sterke kjernekraften (som arbeider for å binde kjerner sammen) avbryte hverandre, slik at den svake kraften med svært kort rekkevidde kan stige til fremtredende. Når det gjør det, kan det gjøre hele forskjellen til stabiliteten til et system, da det kan forårsake radioaktivt (beta) forfall, hvor et nøytron forvandles til en proton, elektron og en anti-elektronnøytrino. Frie nøytroner, mange tunge elementer Og Til Og Med Tritium, den ustabile isotopen som finnes i radioaktivt (tritiert) vann, alle høydepunktet av kraften til den svake kraften.

Men på de største skalaene-på skalaen av galakser, klynger av galakser og mer – betyr ingen av de ovennevnte kreftene så mye. Selv elektromagnetisme, hvis rekkevidde kan strekke seg over Universet, har ikke mye effekt, siden antall positive ladninger (for det meste protoner) og antall negative ladninger (for det meste elektroner) ser ut til å være nøyaktig like. Selv observasjonelt kan vi begrense ladningsforskjellen i Universet til å være mindre enn en del i 10^34. Universet forteller oss at selv om elektromagnetisme kan være mye sterkere enn tyngdekraften mellom noen to partikler, hvis du får nok partikler sammen som er generelt elektrisk nøytrale (eller nær det), vil gravitasjon være den eneste kraften som betyr noe. Kjernefysisk fusjon og tilhørende strålingstrykk kan ikke engang rive stjerner fra hverandre, da deres gravitasjons attraktive kraft overvinter den energiske utadgående pressen.

Klynger av galakser og enorme, store strukturer kan bli funnet som strekker seg over mer enn en milliard lysår i Størrelse i Hele Universet. Og likevel, hvis du ser etter strukturer 8, 10 eller 15 milliarder lysår over, finner du absolutt null i hele kosmos. Årsaken til det, ganske forvirrende, skyldes ikke noen av de kreftene vi har nevnt, men heller til et fenomen helt uventet: mørk energi.

På de største skalaene er den grunnleggende, lille mengden energi som ligger i selve rommet-mindre enn en Joule energi per kubikk kilometer plass-nok til å overvinne selv gravitasjonsattraksjonen mellom De mest massive galakser og klynger i Universet. Resultatet? En akselerert ekspansjon, som de fjerneste galakser og klynger beveger seg lenger og lenger bort fra hverandre med stadig raskere priser etter hvert som tiden går. På de største kosmiske skalaene får ikke tyngdekraften sin vei.

Så hvem er den sterkeste? På de minste skalaer er det den sterke kraften. For å nå de høyeste energiene, er det den elektromagnetiske kraften. For de største bundet strukturer er det tyngdekraften. Og på de største skalaene av alt er det det mystiske puslespillet av mørk energi. Når det gjelder absolutt størrelse, er mørk energi det svakeste av alt: Det tok Universet nesten halvparten av sin alder bare for å begynne å avsløre dens effekter, og det ble ikke engang oppdaget av menneskeheten til 1998. Men Universet er et veldig stort sted, og når du legger opp hele volumet av plass og ser på den fjerne fremtiden, vil mørk energi være den eneste kraften som betyr noe til slutt.