反物质之谜断想
反物質之謎斷想
| 自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源,它們都是由質子、中子和電子所組成的。這些粒子因而被稱為基本粒子,意指它們是構造世上萬物的基本磚塊,事實上基本粒子世界并沒有這么簡單。在30年代初,就有人發現了帶正電的電子,這是人們認識反物質的第一步。到了50年代,隨著反質子和反中子的發現,人們開始明確地意識到,任何基本粒子都在自然界中有相應的反粒子存在。反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生爆炸并產生巨大能量。能量釋放率要遠高于氫彈爆炸。反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克最早提出的。他在20世紀30年代預言,每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子,例如反電子,其質量與電子完全相同,而攜帶的電荷正好相反(A)。 且電子的自旋量子數是-1/2而不是正1/2。歐洲航天局的伽馬射線天文觀測臺,證實了宇宙間反物質的存在。他們對宇宙中央的一個區域進行了認真的觀測分析。發現這個區域聚集著大量的反物質。此外,伽馬射線天文觀測臺還證明,這些反物質來源很多,它不是聚集在某個確定的點周圍,而是廣布于宇宙空間。 ? ? 按照大爆炸理論,甚早期宇宙介質的溫度非常高。粒子間的熱碰撞會成對地產生任何基本粒子。當粒子的成對湮滅與成對產生達到統計平衡,宇宙介質就是一切基本粒子構成的混合氣體,且任一種穩定或不穩定的粒子都有接近相等的數密度。至于重子和反重子的數目是否嚴格相等,這不是由物理規律決定,而是由初始條件決定的。在多數理論家看來,宇宙中正反物質的大尺度分離是不可能發生的,而三千萬光年的范圍內沒有反物質天體,已說明宇宙中大塊的反物質是不存在的。理論家們也相信,極早期宇宙中正反物質應當等量。這樣,需要做的事是尋找物理機理,來說明宇宙如何才能從正反物質等量的狀態過渡到正物質為主的狀態。這樣,理論家們就遇到了非常尖銳的困難。無論如何,當代天文學的大爆炸宇宙學說確實需要巨大的能量來推動一下的,如果有艾薩克·牛頓晚年醉心于神學也許還能找到上帝這樣一個“第一推動力”,很可惜牛頓“壯志未酬身先死”。不過,解決問題的機會總還是有的,這就是物質-反物質湮滅了,現實就是反物質非常少,當然這就需要組成最初宇宙的物質與反物質的比例接近二比一。我們理解現代的宇宙都離不開物質、時間與空間,反物質的湮滅所產生的巨大能量消失在何處是這一假設必然面臨的問題,個人的理解是消失在空間,倒還符合空間的產生同樣需要一個物理學過程的基本認識。這就是個人解決反物質之謎的一個斷想。 |
總結
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