自由核子结合成原子核时，质量为何要亏损？

Question

请不要告诉我这是实验得出的经验，也不要说这是结合能要释放出来。我想知道为什么要有质量亏损，为什么要有结合能。
如果是反物质的话，质能守恒定律是如何运作的？

Answer 1

原子能结合为晶体的根本原因，在于原子结合起来后整个系统具有更低的能量。设想把分散的原子（离子或分子）结合成为晶体，在这个过程中，将有一定的能量W释放出来，称为结合能。如果以分散的原子作为计量内能的标准，则-W就是结合成晶体后系统的内能。系统的能量产生了亏损，根据爱因斯坦质能方程E=MC^2 C为光速，m为质量。得到质量产生了亏损。这个理论的关键是系统能量的降低，明白这个就很容易推导出质量的损失。追问

这里所说的不是原子结合成晶体的过程，而是自由核子结合成原子核的过程。为什么自由核子结合成原子核时质量减少（例如一个中子和一个质子结合成氘原子核），减少的质量转变成相应的能量？

追答

其实它们结合也类似于原子结合，都是系统能量的降低。质子中子在原子核中的存在形式不是固定的。你可以把质子中子的结合想象成两团液体相互融合，这就是原子核的液体理论。这两种液体，一种是中子，一种是质子。当结合的时候，由于强相互作用两种粒子结合在一起，同释放出一部分能量，这就是核能。核聚变的能量来源。
当时放完能量后，两种粒子便以一种不可分割的整体呈现，就是原子核。除非给原子核一定的能量，粒子是不会分开的。就像两种液体水乳交融在一起。是一个整体。

追问

液滴模型是基于结论的抽象解释，我不明白的是“自由核子结合成原子核释放能量”这个结论是怎么来的，强相互作用是存在的，但是不能作为释放能量的答案，就像万有引力使两滴水凝聚在一起并不会导致这一团水的温度升高0.1℃一样。到底什么是能量释放的直接原因呢？如果说直接原因是质量减少的话，那么什么又是质量减少的直接原因呢？可否使用演绎法导出该问题的答案？

追答

你要的问题可以通过熵理论来解决。详见：http://baike.baidu.com/view/936.htm 。也可以结合它们说的，核子结合释放光子，光子是带有运动质量的。

Answer 2

爱因斯坦质能方程E=mc平方，告诉我们能量与质量是一回事。而不同的原子核结合能（这个结合能换算成质量相对于质子中子的质量在同一数量级，包括核子本身所处的能级也在同一数量级），所以一些核反应会有质量亏损，而亏损的质量转换为能量释放出去，这就是反应堆、核弹等的原理追问

能量与质量是密切联系的，这是众说周知的。为什么自由核子结合成原子核要释放能量，而不是吸收能量呢？如果按照自由核子结合成原子核质量减少并释放能量的原则，那么宇宙黑洞吸收周围的物质为什么不释放能量呢？

追答

如果自由核子结合时能量降低，那么一般是能级的变化，从激发态变为基态。
大部分的自由核子结合成原子核质量是增加的

Answer 3

因为自由核子结合时，能量降低，放出光子，根据质能定理，即可得出追问

为什么自由核子结合时，能量降低？

追答

如果不放出能量，就不符合能量守恒定律了