質能互化諸子生還滅太初有核原分氦與氫（上）

本回書的故事就從電弱兩兄弟開始分家單過后的一瞬間講起，宇宙已經結束了暴脹期，無中生有地一口吃成了個大胖子，從白來的真空里獲得了一大堆的白來的能量。這些能量一部分隨著宇宙的膨脹和冷卻轉化成最基本的粒子，一部分把宇宙維持在足夠高的溫度上。大爆炸之后的千萬分之一秒，這時候的宇宙還被輻射所主宰，在明亮的輻射照耀下，是一片沸騰的夸克的海洋。

這就是宇宙的“夸克期”。

要展示這段時間的宇宙舞臺，不得不首先隆重介紹一下夸克這位主要演員。它是物質的基本單位，也是全宇宙唯一能夠參加所有四種基本相互作用——引力相互作用、強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用的基本粒子。夸克帶的電荷數很古怪，有的帶1/3個負電荷，有的帶2/3個正電荷，必須互相搭配才能湊出整數的電荷數來。這就像是俄羅斯方塊游戲里掉落的各種拼圖，每一個單獨看起來都相當不規(guī)整，要好幾個不同形狀拼到一起才能組成一整個方塊。

夸克有6種不同的“味”，相當于6種不同形狀的拼圖，其中上夸克和下夸克是一對兒，頂夸克和底夸克是一對兒，粲夸克和奇異夸克是一對兒，每一對都是一個-1/3電荷搭配一個+2/3電荷的組合，這是夸克家族的三個世代;每種“味”又分紅綠藍3種“色”，相當于每個不同形狀的拼圖都有3種不同顏色。所以算起來總共有三六一十八種不同的夸克，每種夸克對應一種反夸克，這就是浩浩蕩蕩三世同堂總共36種夸克。夸克和夸克之間通過膠子來相互作用，待會兒宇宙溫度再下一個臺階的時候，膠子就會把夸克們黏在一起。不過現在所有的夸克和膠子還都自由自在，互不干涉。它們挨挨擠擠、摩肩接踵，和另一大類粒子——非常輕的“輕子”一起，擠滿了這段時間的宇宙。輕子是弱相互作用粒子，它將在未來較冷的宇宙中充當主角，我們一會兒再仔細介紹。

夸克期的時間非常短，但是宇宙在這時候可是忙得不可開交。舞臺上現在熱鬧極了：夸克、膠子和輕子都是最簡單的基本粒子，它們不斷地從充滿輻射的虛空中成對誕生，又立刻成對湮滅，達到完美的熱平衡。但是宇宙可不會滿足于這種單純的熱鬧和簡單，當它的年齡達到1 微秒時，又毅然決然地在溫度的臺階上朝下邁出一步，蹦到了1013開爾文這一級上。這一步邁出，就斷送了夸克期的自由和熱鬧。有分教：

六味三色分正反，虛空生滅起重樓;

難逃束縛因強力，夸克從此不自由。

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在“宇宙通俗演義”專欄第一回內文以及插圖說明中，所有溫度單位為攝氏度（℃），現更正為國際溫標開爾文度（K）。國際溫標的0 度（K）即絕對零度，相當于攝氏溫度-273℃。在溫度數量級巨大時，兩者實際數值相差不大。

在溫度下降的同時，粒子運動速度變慢，這回強相互作用可發(fā)揮作用啦，它利用膠子作為媒介，一把抓住了夸克，把它們三個一群兩個一伙地黏了起來。這次的抓捕是一勞永逸的，夸克從此被判了無期徒刑，再也沒能單獨跑出來。

宇宙現在改變了審美品位，它再也不喜歡1/3這種電荷數目了，不湊出整數的電荷不許出來混。于是膠子們精心搭配，把夸克們的電荷數拼湊成1、0或者-1。由夸克組成的粒子都參加強相互作用，它們被統(tǒng)稱為“強子”，宇宙從第一個微秒開始進入了強子期。

強子分為兩大類，一類由三個夸克組成，分量可想而知是很重的，所以叫“重子”;另一類由一個夸克和一個不同味的反夸克（同味的碰到一起馬上就會湮滅掉）組成，比重子輕，可是又比輕子重，介于兩者之間，所以叫“介子”。介子是傳遞相互作用的粒子，重子是組成物質的粒子。重子家族有兩位代表我們很熟悉，那就是質子和中子。

質子和中子是組成原子核的主要成分，它們是重子家族里最輕的兩位，也是最多、最穩(wěn)定的兩類。質量越大越短命是大多數粒子的共同宿命，除了質子和中子之外的其他重子都非常短命，不用管它。現在的宇宙舞臺被強子和反強子霸占了，光子、輕子和反輕子也在舞臺上晃悠，形成稠密的混合物?；镜膽虼a倒是沒什么變化，還是粒子的產生和湮滅。

但在強子期的舞臺上，發(fā)生了一段對我們來說至關重要的劇情：宇宙這一次拋棄了正反粒子的對稱，它玩了一個小小的把戲，讓粒子的數量稍稍超過了反粒子的數量。

在強子期結束的時候（宇宙誕生后約100微秒左右），大約每十億對正反粒子中會多出一個粒子。這個落單的粒子被保留下來，其余的十億對正反粒子互相湮滅消失。沒有人知道宇宙是怎么做到這一點的，不過正是多出來的這十億分之一的物質，構成了我們現在這個物質宇宙。要是宇宙沒能在強子期作弊成功，如今的宇宙恐怕就只能是一片荒蕪靜默，空蕩蕩沒什么東西了。

至于強子期結束之后，宇宙又變成了啥樣，咱們下次再細說。