強い力、弱い力、重力、電磁力として知られる4つの自然の力のうち、適切に 名前の付いた強い力が他の3つを支配し、原子核を保持する役割を果たします 一緒。 ただし、その範囲は非常に小さく、中型の核の直径程度です。 驚くべきことに、強い力が長距離にわたって作用した場合、湖、山、生物など、身近な世界のすべてのものが、1つの大きな建物のサイズの塊に押しつぶされます。
原子核と強い力
宇宙のすべての原子は、1つまたは複数の電子の雲に囲まれた原子核で構成されています。 次に、原子核には1つまたは複数の陽子が含まれます。 水素を除いてすべての原子は中性子も持っています。 強い力により陽子と中性子が互いに引き付け合い、原子核内で一緒にとどまります。 ただし、強い力は原子核の外側ではほとんど効果がないため、隣接する原子の陽子や中性子を引き付けません。
強い電磁力
陽子は正電荷を持つ粒子です。 電荷のように反発するため、陽子は互いに近づくと反発力を経験し、陽子が近づくと力が急激に増加します。 反発力を発生させる電磁力は長距離にわたって作用するため、陽子に他の力が作用しない限り、陽子は互いに接触しません。 一方、中性子は無料です。 自由中性子は妨げられずに動き回ります。 しかし、陽子と中性子が約1兆分の1ミリメートル以内に入ると、強い力が引き継がれ、粒子がくっつきます。
パーティクルピンポン
4つの基本的な力を支配する現代の理論は、それらがピンポンのゲームのように、小さな粒子の前後の交換の産物であると提案しています。 このゲームでは、ハイゼンベルグの不確定性原理がルールを設定します。重い粒子は短い距離の間を移動できますが、軽い粒子は長い距離に到達します。 電磁気学の場合、粒子は光子であり、質量はありません。 電磁力は無限の距離に広がります。 ただし、パイ中間子と呼ばれる非常に重い粒子が強い力を媒介するため、その範囲は非常に短くなります。
核融合
重力は太陽と他の星を一緒に保持します。 水素とヘリウムガスの巨大な塊がコアに巨大な圧力を発生させ、陽子と中性子を一緒に強制します。 それらが近づくと、強い力が働き、それらは互いにくっつき、その過程でエネルギーを放出し、水素をヘリウムに変換します。 科学者たちはこれを核融合反応と呼んでおり、石炭やガソリンの燃焼などの化学反応の1000万倍のエネルギーを生成します。
中性子星
中性子星は、星の寿命の終わりに発生する爆発の残骸です。 これは、マンハッタンのサイズの領域に圧縮された星の質量で構成される超高密度のオブジェクトです。 中性子星では、爆発によってすべての陽子と中性子が一緒に強制されたため、強い力が支配的です。 星には原子がありません。 それは大きな粒子の球になります。 原子はほとんど空の空間であり、中性子星はすべての空間を絞り出しているため、その密度は非常に大きいです。 小さじ1杯の中性子星物質は1000万トンの重さがあります。 地球は原子でできているので、どういうわけか強い力が突然長距離で作用した場合、すべての陽子と 中性子が凝集し、直径が数百メートルの球体になり、地球のすべてが 元の質量。