宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界吗?

2017-12-08 17:20:09  来源:每日科技网  编辑:

        【每日科技网】

 

  众所周知,我们居住的世界,一切可见的东西,包括宇宙天体都是由原子、分子等微观粒子所构成,科学家称它们为正物质。

宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界吗?

  1928年,英国物理学家狄拉克通过实验,从理论上证明世界上存在带正电荷的正电子;1932年,美国物理学家卡尔·安德生通过对宇宙射线间相互作用的过程中,发现并证实了正电子的存在;1955年,美国科学家塞格雷和张伯伦在加利福尼亚大学利用质子同步照射器,射出了高能质子,再用这高能质子轰击铜靶,产生了带负电的反质子,1956年又发现了磁极极性与普通中子相反的反中子,以后又发现以顺时针方向自旋的反中微子;20世纪60年代前后,科学家又相继发现一系列反超子;1979年,美国科学家在35 000米高空捕捉到28个反质子,稍后,又在外层空间发现反物质流;在此后进行的一系列实验中,发现除了光子等少数粒子的反粒子是其本身外,所有粒子都有反粒子;最近几年人们合成了第一个反原7--反氢原子。但对于能构成反物质的其他各类反原子、反分子都还一无所获,产生这些困难的原因在于人们发现的反粒子都是从宇宙射线中获得的,而宇宙射线要到达地球首先要穿过厚达3000千米-4000千米的大气层,射线中的绝大部分反粒子在到达地球前都已经与大气层中的粒子中和了,因而人们所能探测到的反粒子就微乎其微了。而且反粒子都很不稳定,很容易和周围物质粒子发生湮灭。所以,科学家认为,在我们所处的这个物质世界中是不可能存在反物质的,即使存在也会很快和周围物质相中和,但在宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界。

宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界吗?

  科学家计算出某种类星体爆炸产生的能量,远远超过核爆炸能量的倍数,

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  这说明宇宙中有一种能量超过核能,它会是什么呢?最有可能是反物质与正物质之间的一种特殊过程。另外,科学家认为宇宙中的奇异速度,同样与反物质有关。可能的情形是正物质突然走进反物质,但反物质又不与正物质完全吻合,所以正物质并不化为乌有。由于反物质的时间、空间和能量均为零,所以我们观测到的天文速度就超过了光速。根据爱因斯坦质能方程,

宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界吗?

  物质减少的质量将会转化为能量。现在我们广泛应用的核反应正是利用了这一点,但核反应不能使质能完全转化,而正物质与反物质相中和,因其放出的是零质量的γ光子,所以其质量将会完全转化为能量。

  如果我们承认宇宙中存在反物质,承认宇宙中许多事物都具有对称性,那么有没有一个反物质世界与物质世界相对应而存在呢?如果真像宇宙大爆炸理论所描述的那样

宇宙空间深处可能存在一个与正物质世界完全相反的反物质世界吗?

  ,在宇宙形成之初产生了等量的物质和反物质,应该有一个反物质世界,否则,反物质到哪里去了?关键是如何分辨哪些天体是由反物质组成的?哪些天体又是由普通物质组成的?在我们居住的宇宙小小角落里,还从来没有人探测到过反星球、反星系。

  直接观测反星体十分困难,因为原子和反原子所辐射出的都为光子,这样,即使你看到一个反星球,可是其外貌跟一般星球并无二致。一个间接的办法是观测湮灭γ辐射,因为反粒子和正常粒子一旦相碰湮灭,会化成一阵γ射线暴。若我们近旁(例如银河系内)有反物质存在,由于星球会发生爆炸,其包藏物质被拽人星际空间,成为周围星球相互交换的物质,这样,物质和反物质势必不时发生碰撞,而产生湮灭信号。事实上,天文界一直未观测到这种信号。丁肇中博士认为,反物质可能统治着本星系群外的某些空域,它们是如此遥远,以致其特征性湮灭信号十分暗弱,难分真伪。丁肇中博士说:“宇宙包藏着约10亿个星系团,要排放任何反星系是不可能的。”

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