宇宙最小的物質是什麼？有多小？

宇宙最小的物質是什麼？這個曠日持久的問題，其答案伴隨人類科學發展而不斷進化。人們曾一度認為我們肉眼能見到的沙粒是最小的物質。原子的發現被一度認為是不可分割的，直到它被分裂，發現原子內部分為質子，中子和電子。同樣，這三種粒子似乎也被認為是最基本的粒子。但之後科學家發現質子和中子是由三種夸克組成。一位名叫 Andy Parker 的物理學家說：「現在我們不能找到任何證據證明夸克中內部還存在其他物質。我們是否已經找到了事物的最基本組成物質。

即使夸克和電子是不能再被分裂的，科學家們還是不能確定它們是否是存在於世界最小的物質，或者宇宙中還有更小的物質存在，Parker 說。

Parker 是一位來自英國劍橋大學的高能粒子物理學教授，最近在英國 BBC 兩個頻道主持了一個特別節目——「限度：宇宙有多小？」。

線或點？
在試驗中，很小的，極小的粒子如夸克和電子似乎是一個沒有多餘空間布局的單獨的點。但是點狀物體使得物體組成的規律變得複雜，因為你可以得到一個點無限接近，作用於它的力量又可以變的無限大——科學家們恨無窮大。

超眩定理可以解決這個難題，這個理論假定所有的粒子都不是點狀而是一串串小的環狀。沒有任何東西可以無限接近一個圓環，因為它總是比較接近一個較另一個而言。這個「圓孔」的出現解決了一些無限大的問題。這個觀點吸引了物理學家。但是沒有科學家能做出實驗來證明超眩定理是錯誤的。

另一個解決這個點問題的方式，說空間本身是不連續的和平滑的，但實際上是由離散的像素或者顆粒，有時也稱為空間—時間的泡沫。假如是這樣，2個粒子就不能無限的相互接近，因為它們總是被分擱在空間的最小的一個顆粒單位尺寸裡。

奇點
另一個競爭理論標題為宇宙中最小的物質是黑洞中心的奇點。當物質被濃縮在一個足夠小的空間時候轉變為重力，導致物質不斷向內外靠攏，最終凝聚形成一個無限大密度的單點而形成了黑洞。至少，這是根據現有物理學定律得出的。

但是大多數專家認為黑洞的密度不是無限大的。他們認為，這種無限是廣義相對論和量子力學這兩種統治物理學理論的內在衝突的結果。當能量子引力學理論能用公式表達，那麼黑洞的真實性質將被揭示。

「我的猜測是，黑洞奇點是比夸克更小了很多，但我不相信他們的密度無窮大，」Parker 告訴 LiveScience。「最有可能的，他們甚至是數百萬億次甚至更多的比小於見過這麼遠的距離，我們的」。

這將使奇點在大小上基本等於超弦，如果它們存在的話。

普朗克長度
超弦，奇點，甚至宇宙的顆粒都可以用普朗克長度來表示其大小。

一個普朗克長度是1.6×10-35米(16前面加上34個零和小數點)-一個不可思議的量度單位能將物理學各方面聯繫起來。

普朗克長度遠小於任何儀器能測量刻度，除此之外，它還被認為是代表可測量長度最短的理論極限距離。據不確定性原理，還沒有儀器能夠測量更小的東西，因為在這個範圍內，宇宙是概率性的和不確定的。

這一刻度也被認為是廣義相對論和量子力學之間的劃界線。

也許宇宙中所有最小的東西是差不等於普朗克長度。