质能互化诸子生还灭太初有核原分氦与氢（上）

本回书的故事就从电弱两兄弟开始分家单过后的一瞬间讲起，宇宙已经结束了暴胀期，无中生有地一口吃成了个大胖子，从白来的真空里获得了一大堆的白来的能量。这些能量一部分随着宇宙的膨胀和冷却转化成最基本的粒子，一部分把宇宙维持在足够高的温度上。大爆炸之后的千万分之一秒，这时候的宇宙还被辐射所主宰，在明亮的輻射照耀下，是一片沸腾的夸克的海洋。

这就是宇宙的“夸克期”。

要展示这段时间的宇宙舞台，不得不首先隆重介绍一下夸克这位主要演员。它是物质的基本单位，也是全宇宙唯一能够参加所有四种基本相互作用——引力相互作用、强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的基本粒子。夸克带的电荷数很古怪，有的带1/3个负电荷，有的带2/3个正电荷，必须互相搭配才能凑出整数的电荷数来。这就像是俄罗斯方块游戏里掉落的各种拼图，每一个单独看起来都相当不规整，要好几个不同形状拼到一起才能组成一整个方块。

夸克有6种不同的“味”，相当于6种不同形状的拼图，其中上夸克和下夸克是一对儿，顶夸克和底夸克是一对儿，粲夸克和奇异夸克是一对儿，每一对都是一个-1/3电荷搭配一个+2/3电荷的组合，这是夸克家族的三个世代;每种“味”又分红绿蓝3种“色”，相当于每个不同形状的拼图都有3种不同颜色。所以算起来总共有三六一十八种不同的夸克，每种夸克对应一种反夸克，这就是浩浩荡荡三世同堂总共36种夸克。夸克和夸克之间通过胶子来相互作用，待会儿宇宙温度再下一个台阶的时候，胶子就会把夸克们黏在一起。不过现在所有的夸克和胶子还都自由自在，互不干涉。它们挨挨挤挤、摩肩接踵，和另一大类粒子——非常轻的“轻子”一起，挤满了这段时间的宇宙。轻子是弱相互作用粒子，它将在未来较冷的宇宙中充当主角，我们一会儿再仔细介绍。

夸克期的时间非常短，但是宇宙在这时候可是忙得不可开交。舞台上现在热闹极了：夸克、胶子和轻子都是最简单的基本粒子，它们不断地从充满辐射的虚空中成对诞生，又立刻成对湮灭，达到完美的热平衡。但是宇宙可不会满足于这种单纯的热闹和简单，当它的年龄达到1 微秒时，又毅然决然地在温度的台阶上朝下迈出一步，蹦到了1013开尔文这一级上。这一步迈出，就断送了夸克期的自由和热闹。有分教：

六味三色分正反，虚空生灭起重楼;

难逃束缚因强力，夸克从此不自由。

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在“宇宙通俗演义”专栏第一回内文以及插图说明中，所有温度单位为摄氏度（℃），现更正为国际温标开尔文度（K）。国际温标的0 度（K）即绝对零度，相当于摄氏温度-273℃。在温度数量级巨大时，两者实际数值相差不大。

在温度下降的同时，粒子运动速度变慢，这回强相互作用可发挥作用啦，它利用胶子作为媒介，一把抓住了夸克，把它们三个一群两个一伙地黏了起来。这次的抓捕是一劳永逸的，夸克从此被判了无期徒刑，再也没能单独跑出来。

宇宙现在改变了审美品位，它再也不喜欢1/3这种电荷数目了，不凑出整数的电荷不许出来混。于是胶子们精心搭配，把夸克们的电荷数拼凑成1、0或者-1。由夸克组成的粒子都参加强相互作用，它们被统称为“强子”，宇宙从第一个微秒开始进入了强子期。

强子分为两大类，一类由三个夸克组成，分量可想而知是很重的，所以叫“重子”;另一类由一个夸克和一个不同味的反夸克（同味的碰到一起马上就会湮灭掉）组成，比重子轻，可是又比轻子重，介于两者之间，所以叫“介子”。介子是传递相互作用的粒子，重子是组成物质的粒子。重子家族有两位代表我们很熟悉，那就是质子和中子。

质子和中子是组成原子核的主要成分，它们是重子家族里最轻的两位，也是最多、最稳定的两类。质量越大越短命是大多数粒子的共同宿命，除了质子和中子之外的其他重子都非常短命，不用管它。现在的宇宙舞台被强子和反强子霸占了，光子、轻子和反轻子也在舞台上晃悠，形成稠密的混合物。基本的戏码倒是没什么变化，还是粒子的产生和湮灭。

但在强子期的舞台上，发生了一段对我们来说至关重要的剧情：宇宙这一次抛弃了正反粒子的对称，它玩了一个小小的把戏，让粒子的数量稍稍超过了反粒子的数量。

在强子期结束的时候（宇宙诞生后约100微秒左右），大约每十亿对正反粒子中会多出一个粒子。这个落单的粒子被保留下来，其余的十亿对正反粒子互相湮灭消失。没有人知道宇宙是怎么做到这一点的，不过正是多出来的这十亿分之一的物质，构成了我们现在这个物质宇宙。要是宇宙没能在强子期作弊成功，如今的宇宙恐怕就只能是一片荒芜静默，空荡荡没什么东西了。

至于强子期结束之后，宇宙又变成了啥样，咱们下次再细说。