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万物从何而来?能量为什么守恒?一位最伟大女科学家告诉了人类答案

最伟大的女科学家,不是居里夫人,是她,艾米诺特。

科学女皇艾米.诺特

艾米.诺特首先是一个数学家,同时她证明了所有的守恒性定理。她在物理学的成就和爱因斯坦一样伟大。

正是有了艾米.诺特,所以我们才知道万物的起源。在她的光芒照耀下,出现了一大批伟大的物理学成果。她是人类科学界不可或缺的女女皇。

艾米.诺特1882年出生在德国,他的父亲老诺特也是一个当时颇有名气的数学家。1917年,广义相对论发表2周年的时候,艾米诺特证明了一个非常重要的定律:诺特定律。

诺特定理的简要内容如下:

如果一个数学形式经过某种变换保持形式上的不变,则必然有一个守恒流形与之相对应。

诺特定理擦亮了人类的眼睛,揭示了守恒性与对称性之间优雅的关系。在诺特定律之前,能量守恒和动量守恒,一直是物理界的原理,没人知道背后的原因。

现在我们知道能量之所以守恒,是因为空间具有平移对称性,动量之所以守恒是因为空间具有旋转对称性。当对称性破缺的时候,守恒性就会被打破。

诺特定理不仅在物理界影响深远,而且影响了一个非常著名的投资家,这个人就是索罗斯。为索罗斯指引道路的,是他的老师,20世纪初著名的科学哲学家卡尔.波普尔(索罗斯和卡尔.波普尔的事迹以后专门介绍)。

138亿年前宇宙经历了一次大爆炸

创世之初,宇宙只是一个高速膨胀的大火球,只有能量,并没有质量。

宇宙在不断的膨胀中“慢慢”的冷却 。大约在10亿亿亿亿分之一秒以后,诺特定律开始起作用,对称性发生破缺,宇宙分裂为多个维度,空间三个维度与时间分离。

大爆炸后100亿分之一秒以后,宇宙的温度降到了100亿度以下。诺特定理再次起作用,执行这次“操作”的被称作希格斯波色子。希格斯玻色子是量子力学的基本粒子之一,它通过在对称性下自发破缺,赋予万物质量。这个破缺机制叫做希格斯机制。制造万物的基本材料质子、电子从此诞生。

32万年以后,氢原子形成。

一亿年以后,第一颗恒星点亮。

由于理论上预言的希格斯玻色子,在高能标下才会出现。为了寻找它的踪迹,人类科学家集中所有的力量,建造了世界上最大的强子对撞机。1983年,在法国和瑞士边境地下100,工人开始挖掘一条直径3.8,长27公里的环形隧道,世界上最大的强子对撞机,就将安置在这个隧道里。

1989年年底,欧洲对撞机正式建成

希格斯波色子是量子力学标准模型预言的最后一个基本粒子。根据标准模型,基本粒子一共有包括引力子在内的62个,人类之前一共找到了60个基本粒子,只有希格斯波色子和引力子没有被发现。

1989年欧洲对撞机正式建成以来,科学家们就努力的在寻找希格斯玻色子踪迹。寻找的方法就是广大网友最擅长的~排除法。最开始先给出了一个希格斯玻色子的质量上限和质量下限,分别是110GV190GV,然后不断的缩小范围。经过无数次努力,在2013年的时候,终于发现了质量是126.5GV希格斯玻色子。

在诺特定理的框架范围之内,质量的起源终于有了确定的答案。

从诺特定理还可以推导出有关电荷和电磁学的相关理论。

诺特定理是人类对自然界本质最深刻的洞见之一。

艾米诺特在数学领域也有非常突出的成就,同时她还从纯数学的角度上给出了广义相对论的简洁推导过程。艾米诺特是当之无愧的科学女皇!

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