宇宙是什么

10. 在加速器中创造初生的宇宙

  粒子加速器其实也是使用电子显微镜的这一原理制作出来的。基本粒子物理学实验中经常会出现巨型设备，例如欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）是世界上最大的圆形加速器。由汤姆·汉克斯主演的电影《天使与魔鬼》中出现的“反物质”（在电影中，反物质的被盗导致了梵蒂冈的各种动荡）就是由LHC制造出来的。

  加速器种类繁多，但其基本原理与电子显微镜并无二致。例如，LHC的工作原理如下：在周长为27千米（顺便介绍一下，日本山手线一圈的长度为34.5千米）的加速器中，对质子施加7万亿伏特的电压，让质子如同山手线的“内环”与“外环”那样相向运动。与山手线的不同之处是，相向运动的质子会在中途发生碰撞。也就是说，加速器让在高能量下波长缩短的粒子相互碰撞，然后观察会发生什么。

图2-4 大型强子对撞机（LHC）

  前文曾提到，初生之时的宇宙中弥漫着自由运动的电子、质子和中子，这是一种高能量的状态。因此，也可以说，对粒子施加高能并使其对撞的加速器，是一种再现宇宙初生时期状态的设备。

  得益于加速器技术的发展，我们已经能够从“衔尾蛇”的蛇尾方向去观察蛇头，即越过了那面阻碍我们用望远镜观测黑暗时期宇宙的“厚墙”。