镜像|物质和反物质是拥有相反电荷的两个镜像( 四 )
第2种解释看起来可能更有道理,但是宇宙有多大的可能天然地倾向于制造和保存更多的物质而不是反物质呢,物理学大题来说是对称的,据我们所知任何正常粒子能做的事儿反粒子也能做,比如说一个中子可以衰变成一个质子,一个电子和一个反中微子,那一个反中子也可以衰变成一个反质子,一个反电子和一个中微子,第2种解释说的倾向可能很微小,但是在研究粒子的时候,物理学家试图从物质与其自身的反物质间的震荡中寻找粒子间微弱的不平衡,遗憾的是尽管有证据表明这种不平衡存在,但是还是完全无法解释,为什么今天看到物质和反物质之间数量的巨大差异,总之一定还有什么别的东西可以解释,物质和反物质之间的不平衡,这个答案藏着另一个问题的线索,为什么一开始就有两种粒子呢?但是目前为止我们还不知道答案是什么。
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也许宇宙中的物质和反物质是等量的也许我们全都搞错了,也许宇宙中的物质和反物质是等量的,只是被分隔在不同的地方,地球和周围这些东西肯定是由物质构成的,这个没有错,但是在远处也许还有其它区域是由反物质构成的,事情会不是是这样的呢?
物质和反物质非常相似,我们没有办法仅从发出的光来分辨一个遥远的恒星,它是由物质还是由反物质构成的,哪一种恒星都有相同的核反应,都会以同样的方式产生光子释放能量。先从近处说起,我们知道地球上并没有多少反物质,因为地球是由物质构成的,这类的任何反物质都会引发爆炸,那让我们稍微往远处走一走,地球的邻近空间会有比较大的反物质区域吗?太阳系里会不会有反物质构成的行星呢?
答案是绝对不可能,物质和反物质碰到一起会发生什么,如果月球是由反物质构成的,每当月球被流星砸中都会出现特大爆炸和刺眼的闪光,半颗方糖那么大的流星就可以带来堪比核爆的影响,而地球和月球每于都被大大小小的普通物质造访,所以我们至少知道月球不是由反物质组成的,这一点对于火星和太阳系的其它天体同样成立。如果火星是由反物质构成的,那我们会经常看到爆炸的光子,事实上在一个物质区域附近有任何明显的反物质聚集,都将看到持续不断的湮灭和光子释放的现象,在太阳系附近没有看到这样的情况,所以确信太阳系肯定是由物质构成的,还有我们已经派由物质构成的物体包括人去探索太阳系了,目前还没有任何人任何东西变成一股耀眼的能量。
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天文学家扩大了探索的范围,在整个银河系里寻找由反物质构成的天体,到目前为止还没有看到反物质和物质相会产生的耀眼光子,科学家们甚至还考虑了整个星系都是由反物质构成的可能性,但是如果真的有这样的星系就会看到物质星系和反物质星系之间的宇宙空间因为粒子的湮灭而被照亮,目前天文学家已经把这项技术推得足够远了,他们确信我们整个星系团都是由物质构成的,说白了也就是在我们可观测的宇宙里面,如果有一个很大的区域是由反物质构成的,那么从由物质构成的地球往外推总会推到有一个边界,这个边界里面是物质外面是反物质,如果存在这样一个边界,就一定能看到这个边界里发生大量的物质和反物质湮灭的现象,但是到目前为止没有看到,这些就是对宇宙进行直接观察的极限了。
关于更大的事件还不能给出确切的判断,因为星系团之间的空旷区域太大了,就算那里有物质和反物质相遇,我们也没法看到,尽管如此宇宙的其他部分仍然更有可能是由普通物质构成的,如果宇宙是由物质星系团和反物质星系团构成,那么它们不光是现在应该离得很远,早期宇宙中的物质和反物质必定也相隔得很远,而这又会引发一系列新的问题,也就是说在大爆炸刚刚发生的开始,那个时候宇宙的空间还非常的小,这么大团的物质和反物质是怎么样彼此隔开不发生湮灭的呢?简而言之,在可观测的宇宙范围内,任何地方都没有大量反物质存在的迹象,为什么只能看到物质却看不到反物质呢,这个谜题我们仍然不知道答案。
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所有的粒子都有对应的反粒子吗?所有带电的粒子都有反粒子,这个没有问题,但是中性粒子的情况就有点不一样了,比如说光子就没有反光子,也许有人会说光子就是它自己的反光子,这一句说是回答问题,不如说是偷换概念回避了问题,这就好像说你最好的朋友是你自己,这相当于是你没有朋友。
另外Z玻色子和胶子也一样,你可能注意到了这些都是承载力的粒子,但是带电的W玻色子也是承载力的它就有反粒子,那为什么有的粒子有反粒子,而有的是没有呢,这个问题就没法解答了,目前只知道带电荷的粒子它才有反粒子,因为在狄拉克的方程里它才有负数的解,物理学家相信带0个电荷的中微子很可能是有反粒子的,这种反粒子带有与弱核力相关的相反电荷数也就是——超荷,但是因为中微子本身就已经是一个很神秘的小粒子了,很难捕捉到它,也很难对它进行研究,所以说不定中微子也是它自己的反粒子,这就像刚才说的,这么说其实像没说是一样的。
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