镜像|物质和反物质是拥有相反电荷的两个镜像( 三 )


我们的宇宙似乎还有另外一个法则,电子性和缪子性也必须守恒,不能用一个不是电子的东西来毁灭一个电子,只能用一个电子的反粒子去做这件事,同样电子的表亲——缪子和陶子也是一样的。
除了这个性质,还有很多东西都是守恒的,比如说组成微粒夸克的数量必须是3个夸克,这一点在发生变化的前后也必须是守恒的,这个守恒叫做——3夸克性,所有的这些守恒都是科学家在观察粒子相互作用的时候发现的,把这些守则彼此结合嵌套在一起,就发现似乎只有粒子和反粒子的碰撞能互相湮灭,那为什么宇宙中有这些奇怪的法则呢?
我们还是不知道,也许有一天我们能够证明这些法则,宇宙法则只不过是更深层次之下简单粒子行为得到的一个自然结果,但是现在来说反粒子一定藏着宇宙基本法则的重要线索。
 镜像|物质和反物质是拥有相反电荷的两个镜像
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反粒子就是正常粒子的影子孪生它们在一起会湮灭彼此,实际上反粒子可以像正常的粒子那样结合到一起,生成中子和质子这样更复杂的粒子和反粒子,比如说把两个反下夸克和一个反上夸克组成在一起,生成一个反中子,这样得到的反中子仍然是电中性的,但是它内部是由反粒子构成的,也可以把两个反上夸克和一个反下夸克组成一个反质子,除了带负电,反质子和质子是一样的,因为它也是由反粒子构成的。
一旦拥有了反电子、反质子和反中子,就可以进一步造出反原子,一个带正电的反电子和一个带负电的反质子和它们所对应的正常粒子运动规律是一样的,只不过所带的电荷是相反的,如果同时得到了一个反电子和一个反质子,那这个反电子就会围绕着反质子旋转,接下来就可以得到了一个反氢原子,也就是说如果把足够多的反粒子组在一起,就可以得到任何反的东西。
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举例说明:
可以用两个反氢原子和一个反氧原子组成反水,反水的外观触感和性质,它和正常的水是没有什么差别的,但是如果你喝掉它你就会立即爆炸,因为你的身体中都是正水。
如果你能制造出反水,你十有八九也能制造出任何原子和分子的相反的版本,或许你还可以制造反化学构成、反蛋白质和反DNA,也许这个世界上还有一个由反物质构成的地球,也许有一个人和你长得一模一样,但是那个人是由反物质构成的,这个人可能开着一辆反物质车生活在反物质房子里,甚至此时此刻就拿着一台反物质的手机在和你一样在看这篇文章。
实际上我们的物质没有本质上的物质性,反物质也没有什么反物质性,如果情况颠倒过来,我们由反粒子组成,那么我们很可能就把我们这个反世界叫做物质,而把正常的粒子称为——反物质,因为那只是我们的定义而已,换句话说,说不定我们自己才是反的呢,当然了,无论我们怎么样去发挥自己的想象力,都必须正面回答一个问题,这些反物质都在哪里呢?
我们知道反粒子是存在的,狄拉克方程很好地描述了它们在高速运动下的行为,但这并不意味着我们完全了解它们,实际上我们宇宙的这个奇怪现象引出的问题其实比答案更多,比如说我们只是观察了几个粒子,并不代表我们能推导出由它们组成物质的所有的特性,那么反物质在运动、质地、味道、颜色等等方面和正物质是不是一样的,反粒子和粒子在受引力影响的时候表现是一样的还是相反的呢?最大的问题是为什么我们的世界是由物质而不是反物质构成的呢?就我们实际观测到的情况来看,物质和反物质之间有一个非常大、非常重要、也非常明显的区别,物质是无处不在的,而反物质几乎看不到,也就是说我们的宇宙拥有的物质要远远多于反物质,如果说物质和反物质相等而且互相为相反的版本,那我们就会期待在宇宙大爆炸中有同样多的粒子和反粒子出现,按照这个思路想下去看看会有什么结果。
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物质和反物质之间数量的巨大差异如果每个正常的粒子都有一个对应的反粒子,那么最后所有的粒子都会与它们的反粒子相碰,并且彼此湮灭,宇宙中所有的物质都会转变为光子,当然了因为我们现在看到的宇宙并不是只有光子,所以我们知道事情并不是这样的,也就是说在宇宙大爆炸的过程中,物质的出现一定远远多于反物质的出现,现在科学上对这种不平等有2种解释。
第1种解释:在宇宙大爆炸的时候产生的物质比反物质稍微多了一点点,绝大多数的物质和反物质都湮灭了,但是在反物质被耗尽之后,有微量的物质遗留了下来,变成了今天的星系、恒星甚至是暗物质,这里要知道,暗物质和反物质它可不是一回事,这种可能性当然解释了我们所看到的情况,但是实际上它是一个很偷懒的解释,转移了核心的概念,它把为什么今天的宇宙是由物质而不是反物质构成的,这样一个问题转换成了另外一个问题,也就是说为什么宇宙最初有更多的物质而不是反物质,那这个问题同样是没有解答的。
第2种解释:在这个解释里宇宙大爆炸的时候,有相同的物质和反物质出现,但是随着时间的推移,这些粒子自身的某种性质造成了物质多于反物质的现状,如果说存在有某种物理机制,使得反物质比物质消失的更快,或者说产生物质的过程快于产生反物质的过程,那么这种可能性就是存在的,粒子一直不停的出现和毁灭,即使粒子和反粒子在出现和毁灭的方式上有一点小小的差别,随着时间的推移在总体上也会产生巨大的不平衡。


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