宇宙中存在反物质吗?

如题所述

1. 人类在探索物质世界和精神世界的过程中,发现了许多对立的事物,如光明与黑暗、生与死、善与恶等。从哲学的角度来看,对立统一规律是事物发展的根本规律。
2. 世界是物质的,那么是否存在与物质相对立的“反物质”呢?20世纪20年代,英国人狄拉克建立了相对论性电子运动方程,并预言了正电子的存在。
3. 1932年,美国人安德逊和尼德迈耶在宇宙线中发现了正电子,这是第一个反粒子的发现。正电子的发现使人们意识到,物质世界比预想的更为复杂。
4. 如果狄拉克的理论是正确的话,那么就可能存在反质子、反中子甚至整个反物质世界。后来,物理学家逐渐倾向于认为,所有粒子都有对应的反粒子。
5. 正反粒子具有相同的质量、寿命、自旋,但电荷和磁矩相反。1955年,美国人塞格雷和张伯伦等人成功产生了反质子,反核子物理学研究因此兴起。
6. 反核子物理学研究不仅涉及到反物质世界,而且当正反核子湮灭时,会释放出各种介子和巨大的能量,产生许多奇特的现象。
7. 反核子物理学研究的基本问题是如何利用反电子和反质子构造出反物质原子——“反氢”,但由于它们的能量很高,目前还无法稳定地结合成反氢。
8. 科学家预测,为了使反电子和反质子稳定下来,需要将它们的能量降低到千分之一电子伏特以下。1983年以来,欧洲核子研究中心努力降低反电子和反质子的能量,制造“反氢”。
9. 1996年,欧洲核子研究中心宣布成功合成了反氢,但实验中只产生了9个反氢原子,存在时间极短,无法进行详细研究。
10. 反物质的研究不仅关系到对现代物理学理论的重新理解和验证,也关系到对时空和物质的重新理解。如果人造反物质能够实现,将无疑改变人类对物质世界的认识。
11. 美国的一些天文学家宣称,在银河中央存在一个反物质喷射源,喷出的反物质高达数千光年之远。然而,目前我们还不能确信反物质是否存在。
12. 理论上看,宇宙中应该存在一个反物质世界,但实际上情况可能更为复杂。粒子和反粒子一旦相遇,就会同归于尽,转化为高能量的γ光子辐射。
13. 按照对称宇宙学的观点,宇宙中存在着反物质世界。这一学派认为,我们所看到的河外星系,包括银河系在内,原不过是个庞大而稀薄的气体云,由等离子体构成。
14. 等离子体既包含粒子,也包含反粒子。当气体云在万有引力下开始收缩时,粒子和反粒子接触的机会增多,产生湮灭效应,同时放射出巨大能量,导致气体云开始膨胀。
15. 因此,有观点认为,等离子体云的膨胀是由正反粒子的湮灭引起的。按照这种说法,宇宙的某个部位可能存在反物质世界。
16. 如果反物质世界真的存在,那么它只有避免与物质接触才能存在。但物质和反物质如何避免接触,如何判断宇宙中的天体是正物质还是反物质,以及为什么宇宙中反物质如此稀少,都是待解的谜团。
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