宇宙大爆炸出「濃湯」，「末日機器」模擬實驗產生高熱液體

2010年11月22日 - 蘋果

宇宙大爆炸之後，剩下了甚麼？物理學家之前認定是一團高熱氣體，「末日機器」實驗卻發現，宇宙誕生的最早期，其實是一堆濃稠稠得像濃湯那樣的高熱液體，粒子、原子、星星以至生命等宇宙萬物，都是從這「濃湯」衍生出來。

多國逾1,000名研究員，兩周前開始用歐洲「大型強子對撞器」（LHC）做實驗，將鉛的原子加速對撞，製造「微型宇宙大爆炸」，瞬間製造超過100萬億℃的小火球。

「濃湯」衍生宇宙萬物

在這超高溫之下，原子和組成原子的粒子，都分解成最基本的單位夸克（quark）和膠子（gluon）。在真正的宇宙大爆炸中，這堆物質會形成基本粒子、中子、質子和原子，再形成恒星和星系。

物理學家之前廣泛相信，在剛剛宇宙大爆炸的超高溫中，把夸克和膠子結合成基本粒子的作用力，會大大減弱，所形成的夸克─膠子離子體（quark-gluon plasma）會類似氣體。

五年前一項在美國紐約州「相對性重離子撞擊器」（RIHC）進行的研究，製造了40萬億℃的環境，發現形成的夸克─膠子離子體仍類似液體，科學家相信若能製造更高溫度，就會變得像氣體。但在這次模擬實驗中，科學家發現這堆物質在超高溫下依然比較像液體。

助解開宇宙發展之謎

參與實驗的英國粒子物理學家埃文斯（David Evans）說：「宇宙最初出現時，其實像一堆非常濃的液體。」他指結合夸克的強作用力（strong force），在超高溫中仍能保持作用，令夸克之間的相互作用，比想像中強得多，接近液體。研究員需要進一步分析為甚麼有這出人意料的現象，以解開宇宙早期發展之謎。

曼徹斯特大學粒子物理學家考克斯則強調，所謂似液體只是個比喻，形容夸克之間的相互作用程度，實際上這種宇宙初生物質「不會像任何我們慣見的液體」，但他也指這發現「非常有趣」。

大型強子對撞器是世界最大粒子加速器，位於瑞士和法國邊境的阿爾卑斯山區地底，加速器圓形隧道長27公里，兩年前啟用。由於擔心撞擊會製造小型黑洞，造成世界末日，故稱「末日機器」。

英國《每日電訊報》