眾所周知,我們居住的世界,一切可見的東西,包括宇宙天體都是由原子、分子等微觀粒子所構(gòu)成,科學(xué)家稱它們?yōu)檎镔|(zhì)。
1928年,英國物理學(xué)家狄拉克通過實驗,從理論上證明世界上存在帶正電荷的正電子;1932年,美國物理學(xué)家卡爾·安德生通過對宇宙射線間相互作用的過程中,發(fā)現(xiàn)并證實了正電子的存在;1955年,美國科學(xué)家塞格雷和張伯倫在加利福尼亞大學(xué)利用質(zhì)子同步照射器,射出了高能質(zhì)子,再用這高能質(zhì)子轟擊銅靶,產(chǎn)生了帶負電的反質(zhì)子,1956年又發(fā)現(xiàn)了磁極極性與普通中子相反的反中子,以后又發(fā)現(xiàn)以順時針方向自旋的反中微子;20世紀(jì)60年代前后,科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)一系列反超子;1979年,美國科學(xué)家在35 000米高空捕捉到28個反質(zhì)子,稍后,又在外層空間發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)流;在此后進行的一系列實驗中,發(fā)現(xiàn)除了光子等少數(shù)粒子的反粒子是其本身外,所有粒子都有反粒子;最近幾年人們合成了第一個反原7--反氫原子。但對于能構(gòu)成反物質(zhì)的其他各類反原子、反分子都還一無所獲,產(chǎn)生這些困難的原因在于人們發(fā)現(xiàn)的反粒子都是從宇宙射線中獲得的,而宇宙射線要到達地球首先要穿過厚達3000千米-4000千米的大氣層,射線中的絕大部分反粒子在到達地球前都已經(jīng)與大氣層中的粒子中和了,因而人們所能探測到的反粒子就微乎其微了。而且反粒子都很不穩(wěn)定,很容易和周圍物質(zhì)粒子發(fā)生湮滅。所以,科學(xué)家認為,在我們所處的這個物質(zhì)世界中是不可能存在反物質(zhì)的,即使存在也會很快和周圍物質(zhì)相中和,但在宇宙空間深處可能存在一個與正物質(zhì)世界完全相反的反物質(zhì)世界。
科學(xué)家計算出某種類星體爆炸產(chǎn)生的能量,遠遠超過核爆炸能量的倍數(shù),
這說明宇宙中有一種能量超過核能,它會是什么呢?最有可能是反物質(zhì)與正物質(zhì)之間的一種特殊過程。另外,科學(xué)家認為宇宙中的奇異速度,同樣與反物質(zhì)有關(guān)??赡艿那樾问钦镔|(zhì)突然走進反物質(zhì),但反物質(zhì)又不與正物質(zhì)完全吻合,所以正物質(zhì)并不化為烏有。由于反物質(zhì)的時間、空間和能量均為零,所以我們觀測到的天文速度就超過了光速。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,
物質(zhì)減少的質(zhì)量將會轉(zhuǎn)化為能量?,F(xiàn)在我們廣泛應(yīng)用的核反應(yīng)正是利用了這一點,但核反應(yīng)不能使質(zhì)能完全轉(zhuǎn)化,而正物質(zhì)與反物質(zhì)相中和,因其放出的是零質(zhì)量的γ光子,所以其質(zhì)量將會完全轉(zhuǎn)化為能量。
如果我們承認宇宙中存在反物質(zhì),承認宇宙中許多事物都具有對稱性,那么有沒有一個反物質(zhì)世界與物質(zhì)世界相對應(yīng)而存在呢?如果真像宇宙大爆炸理論所描述的那樣
,在宇宙形成之初產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì),應(yīng)該有一個反物質(zhì)世界,否則,反物質(zhì)到哪里去了?關(guān)鍵是如何分辨哪些天體是由反物質(zhì)組成的?哪些天體又是由普通物質(zhì)組成的?在我們居住的宇宙小小角落里,還從來沒有人探測到過反星球、反星系。
直接觀測反星體十分困難,因為原子和反原子所輻射出的都為光子,這樣,即使你看到一個反星球,可是其外貌跟一般星球并無二致。一個間接的辦法是觀測湮滅γ輻射,因為反粒子和正常粒子一旦相碰湮滅,會化成一陣γ射線暴。若我們近旁(例如銀河系內(nèi))有反物質(zhì)存在,由于星球會發(fā)生爆炸,其包藏物質(zhì)被拽人星際空間,成為周圍星球相互交換的物質(zhì),這樣,物質(zhì)和反物質(zhì)勢必不時發(fā)生碰撞,而產(chǎn)生湮滅信號。事實上,天文界一直未觀測到這種信號。丁肇中博士認為,反物質(zhì)可能統(tǒng)治著本星系群外的某些空域,它們是如此遙遠,以致其特征性湮滅信號十分暗弱,難分真?zhèn)?。丁肇中博士說:“宇宙包藏著約10億個星系團,要排放任何反星系是不可能的?!?/p>
聯(lián)系客服