|
宇宙反物質(zhì)
宇宙反物質(zhì) 要想弄明白宇宙中有沒有反物質(zhì)，首先要弄明白什么是反物質(zhì)。反物質(zhì)是和物質(zhì)相對立的一個概念。眾所周知，原子是構(gòu)成化學(xué)元素的最小粒子，它由原子核和電子組成。原子的中心是原子核，原子核由質(zhì)子和中子組成，電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。原子核里的質(zhì)子帶正電荷，電子帶負(fù)電荷。從它們的質(zhì)量看，質(zhì)子是電子的1840倍，形成了強(qiáng)烈的不對稱性。因此，20世紀(jì)初有一些科學(xué)家就提出疑問，二者相差這么懸殊，會不會存在另外一種粒子，它們的電量相等而極性相反，比如，一個同質(zhì)子質(zhì)量相等的粒子，可帶的是負(fù)電荷，另一個同電子質(zhì)量相等的粒子，可帶的正電荷。未解之謎1928年，英國青年物理學(xué)家狄拉克從理論上提出了帶正電荷“電子”的可能性。這種粒子，除電荷同電子相反外，其他都一樣。1932年，美國物理學(xué)家安德遜經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，把狄拉克的預(yù)言變成了現(xiàn)實(shí)。他把一束Y射線變成了一對粒子，其中一個是電子，而另一個同電子質(zhì)量相同的粒子，帶的就是正電荷。1955年，美國物理學(xué)家西格雷等人在高能質(zhì)子同步加速器中，用人工方法獲得了反質(zhì)子，它的質(zhì)量同質(zhì)子相等，卻帶負(fù)電荷。1978年8月，歐洲一些物理學(xué)家又成功地分離并儲存了300個反質(zhì)子。1979年，美國新墨西哥州立大學(xué)的科學(xué)家把一個有60層樓高的巨大氦氣球，放到離地面35千米的高空，飛行了8個小時，捕獲了28個質(zhì)子。從此，人們知道了每種粒子都有相應(yīng)的反粒子。人們根據(jù)反粒子，自然聯(lián)想到反原子的存在。一個質(zhì)子和一個帶負(fù)電荷的電子結(jié)構(gòu)，便形成了原子。那么，一個反質(zhì)子和一個帶正電荷的“電子”結(jié)合，不就形成了一個反原子了嗎？類推下去，豈不會形成一個反物質(zhì)世界嗎？于是有人認(rèn)為，宇宙是由等量的物質(zhì)和反物質(zhì)構(gòu)成的。從理論上看，宇宙中應(yīng)該存在一個反物質(zhì)世界。可事實(shí)并不這么簡單。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，粒子和反粒子一旦相遇，他們就會“同歸于盡”，從而轉(zhuǎn)化成高能量的光子輻射�？蛇@種光子輻射人們至今還沒有發(fā)現(xiàn)。在我們地球上很難找到反物質(zhì)，因?yàn)樗坏┯龅綗o處不在的普通物質(zhì)就會湮滅。那么，宇宙中存在著反物質(zhì)嗎？存在著一個反物質(zhì)世界嗎？按照對稱宇宙學(xué)的觀點(diǎn)，它們是存在的。這一學(xué)派認(rèn)為，我們所看到的全部河外星系（包括銀河系在內(nèi)），原本不過是個龐大而又稀薄的氣體云，由等離子體構(gòu)成。等離子體既包含粒子，又包含反粒子。當(dāng)氣體云在萬有引力作用下開始收縮時，粒子和反粒子接觸的機(jī)會就多了起來，便產(chǎn)生了湮滅效應(yīng)，同時釋放出巨大能量，收縮的氣體云開始膨脹。這就是說，等離子體云的膨脹，是由正、反粒子的湮滅引起的。按照這種說法推論，在宇宙中的某個地方，一定存在著反物質(zhì)世界。如果反物質(zhì)世界真的存在的話，那么，它只有不與物質(zhì)會合才能存在�？晌镔|(zhì)和反物質(zhì)怎樣才能不會合呢？為什么宇宙中的反物質(zhì)會這么少呢？這些都是待解之謎。
|