粒子物理学和宇宙学之间的关系是什么(Relationship Between Particle Physics and Cosmology)？

粒子物理学和宇宙学领域之间有着密切的关系，这一点可以从一长串同时从事这两方面工作的物理学家身上得到证明：阿尔伯特·爱因斯坦、斯蒂芬·霍金、基普·索恩和其他许多人。宇宙学是对宇宙及其结构的研究，粒子物理学研究...

粒子物理学和宇宙学领域之间有着密切的关系，这一点可以从一长串同时从事这两方面工作的物理学家身上得到证明：阿尔伯特·爱因斯坦、斯蒂芬·霍金、基普·索恩和其他许多人。宇宙学是对宇宙及其结构的研究，粒子物理学研究的是基本粒子，如夸克和光子，它们是已知的最小的物体。虽然起初它们看起来像任何事物一样没有联系，但实际上宇宙学和粒子物理学是紧密联系在一起的。

斯蒂芬·霍金认为黑洞不发射辐射，不像地球上的复杂系统，通常用更高层次的解释来描述，而不是从最低层出现的性质，星系间和宇宙学现象相对简单。例如，在遥远的太空中，自然的四种力量中只有一种真正有影响：重力。虽然恒星和星系离我们很远，比我们大很多倍，但我们对它们的工作原理有着非常精确的了解，大爆炸理论源于指导其组成粒子的基本物理定律。

大爆炸理论将物理学和宇宙学联系起来。宇宙学领域与粒子物理学最密切的领域是对大爆炸的研究，大爆炸创造了宇宙中所有的物质，以及其中的时空宇宙本身是由宇宙组成的，宇宙大爆炸从一个密度接近无穷大、体积为零的点开始：一个奇点，然后迅速膨胀到原子核大小，这就是粒子物理学发挥作用的地方为了了解宇宙大爆炸最早的时刻是如何影响今天的宇宙的，我们必须利用我们对粒子物理的了解来建立可信的宇宙学模型。创造更强大的粒子加速器的动机之一是在宇宙历史上尽早进行模拟物理环境的实验，宇宙学家必须精通粒子物理学才能对这一领域做出重大贡献。理解粒子物理学和宇宙学之间关系的另一个关键是研究黑洞。黑洞的物理性质与宇宙的长期未来。黑洞是坍缩的恒星，具有如此巨大的引力，甚至连光都无法逃脱它们的控制。有一段时间，人们认为黑洞不发射辐射，而且是永恒的，这对物理学家来说是一个悖论。但斯蒂芬·霍金根据粒子物理学的见解，提出了黑洞的理论粒子物理学也与暗物质的研究密切相关，暗物质的存在是由于它对可见物质的引力影响而已知的，一种神秘的力量，它弥漫在宇宙中并使其加速膨胀。这是现代宇宙学的核心问题。