宇宙中的物質是怎麼產生的？憑空出現還是另有玄機？

物質（matter）

物質，是構成宇宙中一切物體的實體和場，物質和能量一起共同組成了這個神奇的宇宙，從宏觀上來看，宇宙中的物質形態多種多樣。

固體，液體，氣體都是人類日常生活中常見的物質狀態。

古希臘時代的哲學家留基伯和德謨克利特提出，物質是由無數散開的「組件」組合而成，隨著科學的發展，這種觀點被證實，宇宙中的一切物質都是由基本粒子構成的，一個個微小的粒子就像是拼圖一樣，拼接在一起，形成了無窮的宇宙。

如果把宇宙中全部的基本粒子放在一起進行分類，可以簡單分為兩種：費米子和玻色子，費米子的自旋為半奇數，而玻色子的自旋為整數，不同的自旋差異使得費米子和玻色子擁有了不同的性質，在一個量子態中只能有一個費米子存在，但是允許有多個玻色子存在。

因為物質是由費米子組成的，費米子就是物質的基本機構，作為基本的組成單元，自然不可能有多個存在，玻色子負責傳遞物質之間的相互作用，在一個量子態中可以有多個玻色子存在。

在玻色子中存在一種特殊的「希格斯玻色子」，這種玻色子的自旋為0，是希格斯場量子化後的產物。

在標準模型中 ，希格斯場是一種假設中存在於整個宇宙的量子場，基本粒子和希格斯場發生相互作用後就能產生質量，而希格斯玻色子就是希格斯場震動的產物，科學家一直試圖尋找到希格斯玻色子，試圖證明希格斯場的存在，可是目前並沒有成功。

粒子物理學的基本模型統一了宇宙中除了引力之外三種基本力：「電磁力」「強核力」「弱核力」，並且在基本模型中還指出，引力是因為「引力子」才產生的，但是因為科學家找不到引力子，而愛因斯坦的廣義相對論很好地描述了引力的本質，導致了兩個理論的不完善。

愛因斯坦同時在相對論中指出：一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量，因此兩個原子核發生聚變反應後才能產生巨大的能量，從本質上來看，物質和能量是等價的，只是存在的狀態有差別，能量本身就是物質運動後產生的力。

質量是物質的本質，而能量是物質運動的體現，在宇宙中任何物質都在不斷地運動，不斷地產生能量，宇宙中不存在絕對靜止的物質，雖然在人類的眼中有些物質在不運動時是「靜止」的，但是在微觀世界中，粒子在不斷的運動，除非進入所謂的「絕對零度」，物質的才會靜止，但是當物質停止運動後，時間也就失去了意義。

「熱量」是粒子運動劇烈程度的體現，由此可見人類日常生活中的一切，其實都源自於微觀世界中粒子的運動和變化，宇宙中的所有物質都是由基本的單位組成的，物理學中最小的單位是「普朗克尺度」，不論是是「時間」「長度」還是「質量」都存在一個最小的普朗克尺度。

普朗克關於黑體輻射的研究促使了量子力學的誕生，「量子」本身就是最小的能量存在單位，任何小於普朗克尺度的存在都是沒有意義，因為小於這個尺度時，人類的物理理論就失去作用了。

簡單地了解物質的本質後，再思考這個問題，宇宙中的物質是怎麼出現的？

大爆炸理論

在很長一段時間內，科學家認為宇宙永恆存在是穩定永恆的，但是隨著科學的發展，科學家逐漸發現，宇宙中不斷有恆星出現，也不斷的有恆星死去，同時如果宇宙真的是永恆存在的，為什麼夜空沒有被無數的恆星照亮呢？

這個問題就是「奧伯斯佯謬」，關於這個問題的討論讓科學家意識到宇宙本身並不是永恆的，隨著理論的完善「大爆炸宇宙論」誕生，哈勃定律的發現給靜態宇宙模型最後一擊，徹底證明了宇宙本身在不斷膨脹運動。

137億年前，無盡的虛無中發生了一場爆炸，一個溫度無限高，且體積無限小質量無限大的奇點發生了爆炸，這個奇點會產生無限的時空曲率，在某個時間點內，時空和空間在充滿著不確定性的量子擾動中誕生，隨後發生了劇烈的暴漲，我們的宇宙就在暴漲的過程中緩慢冷卻，最終變成了現在的樣子。

現在的理論認為，宇宙大爆炸是宇宙的內稟屬性，不需要去思考為什麼會發生爆炸和大爆炸之前存在什麼，因為在大爆炸之前除了奇點什麼都不存在。

前文已經提到，最短的時間間隔是「普朗克時間」，在大爆炸後的一個普朗克時間內，引力已經存在，而其他三種基本力仍然融為一體，宇宙雖然已經誕生，但是因為宇宙剛剛誕生，空間無比炙熱，一切粒子和基本力都不存在，宇宙中只存在單純的能量。

宇宙隨後就發生了一次「暴漲」，溫度降低後，三種基本力才慢慢分離，大約在大爆炸後30萬年後，在引力的作用下宇宙中才開始逐漸誕生出最原始的恆星，我們熟知的物質就是在宇宙大爆炸後的冷卻階段中誕生的。

總結

物質本身並不是憑空出現，而是在宇宙大爆炸後溫度不斷降低的過程中形成的，物質本身和能量沒有區別，宇宙中的一切都源自「奇點」。