宇宙中的反物质到底存不存在？

Question

反物质能量有多大对人类有多大作用

Answer 1

人们每天都会照镜子，镜子里总有个和你看起来一模一样却又完全对立的家伙。可是你有没有想过，是否在一个遥远的地方，真的存在一个镜子里的你呢?如果有一天当你正在顾影自怜时，镜子里的那个家伙突然出现在你的面前，你会怎么样呢?再扩大些，我们看到的花草树木、山川河流、城市，乃至整个世界，是不是也存在一个完全相反的如同像镜子里一样的世界呢?如果有的话，它又在哪里?如果正反两个世界相遇又会发生什么?

　　科学家也在寻找这样的答案。只不过他们的考虑更严谨一些，他们的探求也更科学一些。世界著名物理学家、诺贝尔奖金获得者丁肇中先生及其由全世界16个国家、600多位科学家组成的超级探索队正致力于一个被称为“AMS”的空前伟大的实验——在茫茫太空中搜寻那个未曾谋面的“镜子里的世界”。
　　何为镜子里的世界?

　　所谓“镜子里的世界”，就是看起来没什么不同，但物质特性却完全相反的这样一种存在。科学家把这种奇特的物质称为“反物质”。上过中学物理课的人都知道，物质是由原子组成的，原子又是由带正电的质子、带负电的电子和不带电而有—定磁性的中子组成的。所谓反物质，就应该由包含带负电的质子、带正电的电子，以及磁性正好与前面所说的中子相反的“中子”组成。

　　如果正负电荷具有完全对称性，宇宙里的物质具有完全对称性，既然存在地球这样的星球，是不是也会有另一个和地球完全相反的星球呢?根据宇宙大爆炸学说，科学家们进一步推测，150亿年前宇宙诞生时所产生了大体相等的物质和反物质。我们所在地球或者太阳系很可能只是宇宙中物质存在的一种。另一种星球是由带负电的质子、带正电的电子以及与中子磁性相反的反中子组成的，可以组成与正物质相对称的“反星球”、“反银河”，甚至还有“反人”存在。如果是这样，那么现在这些“镜子里的世界”在哪里?

　　另一个世界存在吗

　　关于另一个世界的争论主要有两种，一种解释是说，“在宇宙的某些地方存在着由反物质组成的星系”；还有一种解释是说，宇宙诞生时产生的物质比反物质多了一点，物质与反物质相互湮灭后，剩下的物质就构成了现在的宇宙。那么另一个世界是否存在呢?

　　尽管科学家们在实验室中已经发现了一些反粒子，并且于1995年制成了世界上第一批反物质——平均寿命仅为30纳秒(一亿分之三秒)的反氢原子，可是我们在自然界中却难以发现反粒子的踪影，更谈不上由反粒子组成的反物质了，这到底是为什么呢?

　　科学家们给了人们一个答案：从原子和反原子的本性出发，当粒子和反粒子相遇时，正负相抵，就会“湮没”，进而化为“光”弥散到空间。我们的银河系完全是由普通物质构成的，所以一旦制造出一个反粒子，不管是在实验室里还是在星球内部，在它遇到一个粒子并湮灭以前只能存在短短的一瞬间。由此我们不难解释为什么在我们的世界难以找寻到反物质的踪影了：反粒子都是从宇宙射线获得的，而宇宙射线要到达地球，首先要穿过厚达3000千米~4000千米的大气层，所以射线中的绝大部分反粒子在到达地球前都已与大气层中的粒子相遇而“湮灭”了。尽管目前有足够的技术产生“反电子”和“反质子”，并且可以在较长的时间内保存这些反粒子，还可以用它们与电子或质子相碰撞，但是却还未能像一般物质中的电子和质子那样，把“反电子”和“反质子”结合起来组成“反物质”。

　　在人类所触及到的空间中，并未发现反世界存在，这对于人类来说应该是既幸运又不幸的事。幸运的是我们可以躲过与“镜子里的我们”相遇而灰飞烟灭的结果，不幸的是我们的种种假设、我们对宇宙的探知、我们对未来的掌握却遭遇到了难题。既然我们无法在地球上进行我们的寻找，是不是可以把我们的视野扩大到更遥远的太空呢?

　　当正反的“我们”相遇会怎样

　　这个仅仅存在于人们推测中的神秘的“镜子里的世界”，为什么会吸引人们千辛万苦的去寻找它?它的存在与否到底会给人类带来什么呢?

　　科学家为我们描述了这样一幅场景：如果有一天，你面对一块完全由反物质做成的“反蛋糕”，尽管可能与我们常吃的蛋糕有相同的美味，但你千万不要去尝它。因为由物质构成的我们，与反物质相遇马上就会触发比最强烈的氢弹还要猛烈得多的爆炸，会同时放出巨大的能量和比普通可见光强25万倍的伽马射线。这个反应是现在人类已经知道的最充分的一种反应，被称为“湮灭”反应。因此，我们被郑重地告知，即使有来自太空中的“镜子里的我们”来到面前，也千万不要想着去和他们握手。1908年，在中西伯利亚发生了著名的通古斯大爆炸，居民们看见一个巨大的天体从天而降，随着阵阵巨响，一团巨大的蘑菇云腾空而起，方圆数十千米的森林被烧毁，人畜死伤无数，并且随后北半球的广大地区连续出现白夜现象。关于这次爆炸的原因有种种猜测，其中之一就是由于天外飞来一块由反物质组成的陨石与正物质在通古斯河上空结合，放出大量能量而造成的。

　　寻找反物质有什么意义

　　尽管预想中的反物质是如此的不可捉摸，但人们对反物质仍然充满了憧憬。目前，人们发现和制造的反粒子虽然不多，但已经有了许多实际用途。如在医学领域，医生利用正电子发射X射线层析照相术(PET)，不仅能扫描得出病人软组织的详细图像，识别不同的疾病，而且能够观察人们体内的化学过程以及在进行认知活动时大脑各部分消耗“燃料”的速度。同时，由于正反物质碰撞会产生前所未有的能量，在军事上也有多种潜在用途。有报道称，美国正在进行一项名为“革命性弹药”的研制计划，其主要内容就是“反物质”武器的研制，据称15年后就能制造出“反物质”发动机的原型机来，但成本高达200亿美元。

　　然而，更令科学家心驰神往的还是利用反物质帮助人类实现星际旅行的梦想。据科学家们测算，将氢和反氢混合，这种燃料的0.01克所产生的推力相当于120吨由液态氢和液态氧组成的传统燃料，而且不存在核燃料的污染。按照人类的火星登陆计划，飞船和宇航员到达火星大约需要180天，但是如果以正电子为燃料，只需四十几天的时间，就能帮助人类登上火星，并且消耗的燃料还不到一块方糖的重量。离我们人类最近、推测存在着类似地球的恒星系阿尔法人马座距我们4．4光年，这个距离是人类历史上飞行最远的深空探测器飞行距离的3000倍。以目前航天飞机的速度飞到阿尔法人马座，需要12万年，而如果采用反物质燃料10年即可到达……

　　面对亦真亦幻的“镜子里的世界”，关于反物质的种种设想，科学界目前尚有争议，由反物质所组成的宇宙到底存不存在?反物质的存在到底会给人类的生活带来什么?记得曾有人问电的发现者法拉弟：“电有什么用呢?”法拉弟巧妙地反问道：“新生的婴儿有什么用呢?”确实，一项重大科学突破问世时，人们往往是很难估计它的应用前景的，关于反物质探寻的AMS计划也是如此。也许在不久的将来，更多的关于反物质的科学研究会带给人类关于“镜子里的世界”的真实的消息，揭开另一个世界的神秘面纱。

Answer 2

从哲学角度来讲，这个问题很容易回答。我国古代的太极图似乎也暗示了它的存在，部分天文学家也认为有存在的可能，但现代天文学还拿不出令人信服的证据。否定反物质的人很多，美国宇宙学家施拉姆（Schramm）说：“大多数理论家的直觉，不存在反物质。这意味着如果你找到它，那是一个伟大的发现，证明这些理论家都是错误的。但是最大的可能是，这意味着你找不到它。”

目前，由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中，投入的资金更是高达1000多亿美元。许多科学家表示：只要能发现宇宙反物质的存在，那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。该探测器将于2005年发射升空并永久停留在太空，东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。丁肇中认为，如果反物质确实存在，当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年，目前已取得一些重要成果。“但是，从这一领域发展的历史来看，人们要有思想准备，也许我们会发现意想不到的东西，与原先想研究的东西毫无关系。”丁肇中很慎重地表示。

Answer 3

存在 目前已有了反氚 反氘 不过这些东西无法保存 反物质与正物质湮灭反应为超光速火箭的产生提供了一丝希望...

Answer 4

存在