究竟是什么组成了……天地？

天地中人命的出现，需要将组成人命的化学前体身分运送到合适人命产生、督察和衍生的环境中。而这一切的前提是人命所需的元素，包括碳、氮、氧和磷，必须存在。这些元素并非在闷热的大爆炸中产生，而是在恒星里面，通过恒星死活轮回中产生的物理进程逐渐变成的。

在古代，许多东谈主对“元素”的组合发表了观念。

两千五百多年前，东谈主们曾觉得天地由一些基本“元素”组成，这些元素合并在一皆变成万物。这些元素因文化和玄学家而异，庸俗包括火、水、冰、空气、风、酸、闪电、土和金属等等。直到18世纪末当代化学发展起来，咱们才启动更好地相识物资的基人性质。

大要2500年前，留基伯和德谟克利特创立了原子论。

分子是由物资粒子合并而成的复杂结构，它们之是以呈现出刻下的方法和结构，主要归因于组成它们的原子和电子之间存在的电磁力。仅由少数几种基本组成单位就能构建出简直无穷多种复杂小巧的结构。

他们觉得，或者一切都是由不可分割的组成部分组成的。

尽管天地从根柢上来说是由点状量子粒子组成，但它们聚会在一皆变成具有有限尺寸和质地、占据特定体积的物体。这幅艺术插图展示了几个电子围绕原子核运行，其中电子是一种基本粒子，而原子核又不错剖释成更小、更基本的组成部分。是否存在比刻下已知的亚原子粒子更小的结构，还有待发现。

18世纪后期，东谈主们发现了氢和氧。

这幅图展示了水分子之间的互相作用。水分子呈V字形，极性很强，其一侧（氧原子地方处）带负电荷，另一侧（氢原子地方处）带正电荷。相邻的水分子通过氢键互相作用，图顶用虚线泄漏。氢原子于1766年由亨利·卡文迪什发现，氧原子于1774年由约瑟夫·普里斯特利发现。

大要在 1804 年，约翰·谈尔顿酬金了原子论来讲明化学举止。

这是IBM哄骗原子力显微镜以单原子别离率拍摄的并五苯分子图像。这是有史以来拍摄的首张单原子图像，它哄骗了一种名为原位功能化力探针顶端的新技能。尽管原子的表面已存在数千年，但直到2009年，东谈主们才初次奏凯不雅察到单个原子。

1869年，门捷列夫发明了元素周期表：对原子进行分类。

元素周期表之是以按周期（行）和族（列）枚举，是因为元素的价电子数目决定了其化学性质，而价电子数目是决定每个原子化学性质的要紧因素。原子不错合并变成种类浩荡的分子，但决定哪些电子构型是可能、最有可能且能量上最有意的，主若是每个原子的电子结构。

但贝克勒尔在 1896 年发现的放射性衰变标明原子并非不可分割。

此图展示了五种主要的放射性衰变类型：α衰变，即原子核辐照α粒子（2个质子和2个中子）；β衰变，即原子核辐照电子；γ衰变，即原子核辐照光子；正电子辐照（也称β+衰变），即原子核辐照正电子；以及电子俘获（也称逆β衰变），即原子核接管电子。这些衰变会蜕变原子核的原子序数和/或质地数，但某些总体守恒定律，举例能量守恒、动量守恒和电荷守恒，仍然必须着力。β衰变老是波及一个中子（无论它是解放的如故存在于原子核内）衰变为一个质子、一个电子和一个电子反中微子。

而后不久，电子（1897 年）和原子核（1911 年）被发现。

如果原子是由连气儿结构组成的，那么通盘射向薄金片的粒子都应该奏凯穿过它。有关词，东谈主们每每不雅察到利害的反冲表象，甚而有些粒子会偏离原先的办法反弹总结，这标明每个原子都存在一个坚韧而缜密的原子核。

质子于 1920 年被分离出来，中子于 1932 年被分离出来。

表面上，任何类型的重子，或者说由三个夸克组成的实体，都不错与其他任何类型的重子合并。有关词，开云体育app固然质子和中子不错合并变成富厚的敛迹态（举例原子核），但中子和中子之间以及质子和质子之间却不成。

有了“基本”的质子、中子和电子，平淡的原子物资就说得通了。

传统上，东谈主们将原子视为缜密的原子核，由质子和中子组成，周围环绕着沿特定轨谈知晓的电子。这种描述在某些情况下很有用，但它比竣工的量子试验要浅易得多。竣工的量子试验包含质子和中子里面的亚原子粒子，况兼将电子视为一个云状结构，而不是一个在轨谈上知晓的实体粒子。在每个原子里面，都蕴涵着一个极其复杂的天地。

但其他粒子很快出现，无论它们是东谈主们想要的如故生机的。

大质地原子核中核β衰变的暗意图。独一将（缺失的）中微子的能量和动量沟通在内，这些物理量才能守恒。中子衰变为质子（以及电子和反电子中微子）在能量上是有意的，寥落的质地接济为衰变家具的动能。质子、电子和反中微子合并生成中子的逆响应在当然界中恒久不会发生。

泡利中微子于 1930 年提倡，1956 年被探伤到。

中微子最早于1930年被提倡，但直到1956年才从核响应堆中探伤到。而后数十年间，咱们又不竭探伤到了来自太阳、天地射线甚而超新星的中微子。图中展示的是20世纪60年代在霍姆斯特克金矿进行的太阳中微子实验所用储罐的配置进程。这种在地下深处配置中微子不雅测站的技能，60多年来一直是粒子物理实验的标志性技能。

反物资——相等是正电子（反电子）——是狄拉克在 1929 年提倡的，并在 1932 年被发现的。

正如原子是由带正电荷的、质地精深的原子核和围绕其运行的一个或多个电子组成同样，反原子仅仅将通盘组成物资的粒子替换成其对应的反物资粒子，正电子围绕带负电荷的反物资原子核运行。反物资和物资同样，都具有疏导的能量可能性。反物资（以正电子的方法）最早由狄拉克于1928/29年提倡，并在几年后的1932岁首次在实验室中被探伤到。

1936年，东谈主们在天地射线数据中不测地发现了μ子。

东谈主类探伤到的第一个μ子，连同其他天地射线粒子，被细目与电子带疏导的电荷，但由于其速率和曲率半径，质地却是电子的数百倍。μ子是最早被发现的较重粒子，其发现不错回首到20世纪30年代。

其后的粒子物理实验产生了介子、重子和反重子：复合粒子。

当先，东谈主们所知的强子独一三种组合：三个夸克（重子）、三个反夸克（反重子）以及夸克-反夸克对（介子）。如今，东谈主们也发现了更多奇异的粒子态，举例四夸克，包括图中所示的 Z_c(3900)。胶球、五夸克和其他奇异粒子也仍然是悠悠忘返且有望发现的粒子。

这促成了咱们当代轨范模子的变成：夸克、轻子、玻色子和反物资。

轨范模子中的夸克、反夸克和胶子除了质地和电荷等其他属性外，还具有色荷。除胶子和光子外，通盘这些粒子都受到弱互相作用的影响。独一胶子和光子莫得质地；其他通盘粒子，甚而包括中微子，都具有非零的静止质地。希格斯玻色子于2011/2012年被发现，是临了一种被奏凯探伤到的轨范模子粒子。

暗物资、暗能量和引力的基本结构仍然未知。

引力波沿一个办法传播，在互相垂直的方朝上轮流地延迟和压缩空间，这些办法由引力波的极化决定。在量子引力表面中，引力波自己应该由引力场的单个量子组成：引力子，一种表面上的自旋为2的玻色子，它传递引力。咱们不知谈引力子是否简直存在，也不知谈是否存在基本的量子引力表面，更不知谈暗物资和/或暗能量的实质是什么。

对试验竣工、根柢实质的抓续探索仍在连续。

假定的大结伴群SU(5)包含了轨范模子的通盘粒子以及一些寥落的粒子。相等地，图中标记为“X”的一系列（势必是超重的）玻色子同期具有夸克和轻子的性质，它们的存在会导致质子从根柢上不富厚。有关词，这些玻色子的缺失以及不雅测到的质子富厚性，从科学兴味上有劲地反驳了该表面的有用性。尽管咱们仍是了解了许多，但于今铁心，咱们还莫得发现任何超出轨范模子范畴的粒子。