Jaka Jest Najsilniejsza Siła We Wszechświecie?

jeśli chodzi o podstawowe prawa natury, możemy rozbić wszystko na cztery siły, które są rdzeniem wszystkiego we wszechświecie:

1. silna siła jądrowa: Siła odpowiedzialna za trzymanie jąder atomowych oraz pojedynczych protonów i neutronów razem.
2. siła elektromagnetyczna: siła, która przyciąga i odpycha naładowane cząstki, wiąże Atomy razem w cząsteczki i życie, i powoduje prąd elektryczny, między innymi.
3. słaba siła jądrowa: Siła odpowiedzialna za niektóre rodzaje rozpadu promieniotwórczego i transmutację ciężkich, niestabilnych cząstek podstawowych w lżejsze.
4. i grawitacja: siła, która łączy ziemię, układ słoneczny oraz gwiazdy i galaktyki.

w zależności od tego, jak na nią patrzysz, każda siła ma skalę i okoliczność, w której świeci ponad wszystkimi innymi.

zejdź do najmniejszych skal-10^-16 metrów lub milion razy mniejszych niż atom-a silna siła jądrowa może pokonać wszystkie inne. Weźmy na przykład jądro helu: dwa protony i dwa neutrony, połączone ze sobą w stabilnej konfiguracji. Nawet odpychanie elektromagnetyczne pomiędzy dwoma protonami nie wystarcza do pokonania silnej siły trzymającej jądro razem. Nawet jeśli usuniesz neutron, zostawiając dwa protony i tylko jeden neutron, ten izotop helu również jest stabilny. Silna siła, na najmniejszych odległościach, konsekwentnie pokonuje wszystkie inne, a zatem w wielu okolicznościach może być uważana za najsilniejszą.

ale spróbuj zbudować zbyt duże jądro atomowe i siła elektromagnetyczna przejmuje kontrolę. Na przykład uran-238 co jakiś czas wypluwa jądro helu, ponieważ odpychanie między różnymi częściami jądra jest zbyt duże, aby silna siła utrzymywała je w całości. W większych, kosmicznych skalach, to intensywne pola magnetyczne generowane przez zapadające się gwiazdy i szybko obracającą się, naładowaną materię mogą przyspieszyć cząstki do największych energii we wszechświecie: ultra-wysokoenergetycznych promieni kosmicznych, które bombardują nas ze wszystkich kierunków na niebie. W przeciwieństwie do siły silnej, nie ma ograniczeń w zakresie siły elektromagnetycznej; pole elektryczne protonu może być odczuwalne z drugiej strony wszechświata.

słaba siła jądrowa może wydawać się najgłośniejszym kandydatem na najsilniejszą siłę, biorąc pod uwagę jej nazwę, ale nawet ten względny słabość ma swoje momenty, aby zabłysnąć. W odpowiednich warunkach siła elektromagnetyczna (działająca w celu odparcia podobnych naładowanych składników) i silna siła jądrowa (działająca w celu związania jąder) mogą się wzajemnie anulować, umożliwiając wyeksponowanie słabej siły bardzo bliskiego zasięgu. Kiedy to nastąpi, może to mieć wpływ na stabilność układu, ponieważ może powodować rozpad promieniotwórczy (beta), w którym neutron przekształca się w proton, elektron i Neutrino antyelektronowe. Wolne neutrony, wiele ciężkich pierwiastków, a nawet trytu, niestabilny izotop znajdujący się w radioaktywnej (tritiated) wodzie, wszystkie podkreślają moc słabej siły.

ale w największych skalach-w skali galaktyk, gromad galaktyk i innych-żadna z powyższych sił nie ma tak dużego znaczenia. Nawet elektromagnetyzm, którego zasięg może rozciągać się w całym wszechświecie, nie ma większego wpływu, ponieważ liczba ładunków dodatnich (głównie protonów) i liczba ładunków ujemnych (głównie elektronów) wydaje się być dokładnie równa. Nawet obserwacyjnie możemy ograniczyć różnicę ładunków we wszechświecie do mniej niż jednej części na 10^34. Wszechświat mówi nam, że nawet jeśli elektromagnetyzm może być znacznie silniejszy niż grawitacja między dowolnymi dwiema cząstkami, jeśli zbierzemy wystarczająco dużo cząstek, które są ogólnie neutralne elektrycznie (lub blisko niej), grawitacja będzie jedyną siłą, która się liczy. Fuzja jądrowa i związane z tym ciśnienie promieniowania nie mogą nawet rozerwać gwiazd, ponieważ ich grawitacyjna Siła przyciągania pokonuje ten energetyczny impuls zewnętrzny.

gromady galaktyk i ogromne, duże struktury można znaleźć na przestrzeni ponad miliarda lat świetlnych w całym wszechświecie. A jednak, jeśli poszukacie struktur o średnicy 8, 10 lub 15 miliardów lat świetlnych, znajdziecie absolutnie zero w całym kosmosie. Powód tego, dość zaskakujący, nie jest spowodowany żadną z wymienionych sił, ale zjawiskiem zupełnie nieoczekiwanym: ciemną energią.

w największych skalach, podstawowa, mała ilość energii nieodłącznej samej przestrzeni-mniej niż jeden dżul energii na kilometr sześcienny przestrzeni-wystarczy, aby pokonać nawet przyciąganie grawitacyjne pomiędzy najbardziej masywnymi galaktykami i gromadami we wszechświecie. Wynik? Przyspieszona ekspansja, w miarę jak najbardziej odległe galaktyki i gromady oddalają się coraz dalej od siebie w coraz szybszym tempie w miarę upływu czasu. Na największych skalach kosmicznych, nawet grawitacja nie działa.

więc kto jest najsilniejszy? W najmniejszych skalach jest to silna siła. Aby osiągnąć najwyższe Energie, jest to siła elektromagnetyczna. Dla największych połączonych struktur jest to grawitacja. W największej skali jest to zagadkowa zagadka ciemnej energii. Pod względem wielkości absolutnej ciemna energia jest najsłabszą rzeczą ze wszystkich: Wszechświat miał prawie połowę swojego wieku, zanim zaczął ujawniać swoje efekty, a ludzkość odkryła je dopiero w 1998 roku. Ale Wszechświat jest bardzo dużym miejscem, a kiedy zsumujesz całą objętość przestrzeni i spojrzysz w daleką przyszłość, ciemna energia będzie jedyną siłą, która się liczy.