關於宇宙誕生初期的反物質的問題,宇宙誕生之初,正物質為什麼多於反物質之謎

2022-03-18 02:00:30 字數 5240 閱讀 8416

1樓:光的過去

不會是暗能量。事實上,正反物質湮滅後產生的是光子。

這轉化成能量的部分,可以繼續留在宇宙中,因為宇宙在不斷膨脹,這部分能量不至於再次把宇宙加熱。

2樓:匿名使用者

暗能量是物質不是能量,能量在一定條件下會轉化成物質。宇宙大**前沒有物質,是能量創造了物質。

3樓:**神器

說實話,這些東西是真是假現在不好說。。

4樓:手機使用者

一樓那個,是複製的吧

5樓:

物質與反物質的結合,會如同粒子與反粒子結合一般,導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。

按照大**理論,甚早期宇宙介質的溫度非常高。粒子間的熱碰撞會成對地產生任何基本粒子。當粒子的成對湮滅與成對產生達到統計平衡,宇宙介質就是一切基本粒子構成的混合氣體,且任一種穩定或不穩定的粒子都有接近相等的數密度。

至於重子和反重子的數目是否嚴格相等,這不是由物理規律決定,而是由初條件決定的。

在理論家看來,在最初的宇宙中正反粒子應當等量才自然。但是易於看出,若這想法是對的,重子的守恆性立即會給出與事實明顯不符的推論。當宇宙的膨脹使氣體溫度降至10 ^13 k以下,由於粒子的熱動能已不夠,熱碰撞成對產生重子已不可能。

於是湮滅過程將使正反重子的數目同時迅速下降。最終,宇宙中將既沒有重子,也沒有反重子。這顯然不是真實宇宙的情景。

事實上,今天宇宙中光子的數目最多.重子的數目是它的十萬萬分之一左右,反重子的數目很可能還要低許多量級。如果重子數b的守恆性是嚴格的物理規律,要宇宙從正反重子等量的狀態演化成今天這樣的狀態是不可能的。然後,理論家又不能相信在原始的宇宙中重子就會多於反重子,那麼問題的出路在哪兒?

重子數b的守恆性肯定是嚴格成立的物理規律嗎?至今難以計數的粒子實驗確實沒有發現過一個破壞重子數守恆的事例,但是這並不說明它一定是嚴格的規律。回顧一下化學的發展可作借鑑。

化學反應是元素的重新組合。經驗表明,在重組合的前後,每一種元素的原子數是守恆的,無數的化學實踐表明沒有例外。想把汞變金的鍊金術的失敗,更從反面提供了證明。

但是有了核反應的知識後人們已清楚知道,汞變成金完全可能,關鍵在於要有高的能量讓原子核發生變化。化學反應是在粒子能量小於1ev的條件下進行的,這條件下原子核不能相互接觸,核反應就不能發生。若過程中粒子的能量超過1mev,原子核之間就能充分接近,那麼原子核就能變化了,原子數的守恆性也就隨之破壞了。

由此看來,原子數在化學過程中的守恆不是偶然的,但是它僅是低能下的唯象規律,而不是普遍成立的自然規律。借鑑同樣的道理,重子數的守恆性也可能僅是一定能量範圍的唯象規律,而不是普遍成立的。當粒子的能量更高,重子數的守恆性完全可能會不成立,這正是今天的理論家看到的出路。

70年代中期起,粒子物理中由弱電統一理論的成功,掀起了研究相互作用大統一的潮流。按這樣的理論,高能下發生破壞重子數守恆的過程是自然的事,粒子物理中的這一潮流與宇宙學解決正反物質不對稱疑難的需要不謀而合了。於是這疑難問題作為粒子物理和宇宙學的交叉領域而得到了很多進展。

人們已清楚,要從正反物質等量的早期宇宙演化出今天正物質為主的狀態,除了重子數守恆須可能被破壞外,正反粒子的相互作用性質還必須有適量的差別。由於超高能下的粒子物理規律至今還沒有被掌握,因此實際上自然界是否確實具備這兩個要素,尚不能回答,人們正在試探和摸索之中,如果今天的宇宙中只有正物質天體是事實,問題是否能按這思路得到解決也還並不完全肯定。

總之,為徹底揭開宇宙反物質之謎,前面還有漫長路要走。人們已能預料,這問題的解決不僅對認識宇宙是重要的,它對物理學的影響也將是很深刻的。

宇宙誕生之初,正物質為什麼多於反物質之謎

6樓:匿名使用者

請看一下「宇稱不守恆原理」,美籍華裔物理學家楊振寧和李政道搞出來的,美籍華裔數學家吳健雄證明的。

具體內容說不上來,但這一原理完美地解釋了宇宙大**發生後,正物質比反物質多出來十億分之一的原因。

7樓:客亦之

宇宙誕生之初,物質和反物質的數量物質必定多一個,否則宇宙的結構形成不了。

8樓:

反物質正在集結,而物質正在擴散。

9樓:ooppyouzhu豬

我們的世界是由無數小世界 [組]與[合]而來。相重為合,相併為組。我們的世界與其它世界組合成一個大世界,其它世界與我們世界雖有重並關係,但其 空間、時間 總有一項與我們不一樣,其裡邊的構造也就不可能相同,也就是說不會有相同的自己。

宇宙中的反物質到底存不存在?

10樓:匿名使用者

人們每天都會照鏡子,鏡子裡總有個和你看起來一模一樣卻又完全對立的傢伙。可是你有沒有想過,是否在一個遙遠的地方,真的存在一個鏡子裡的你呢?如果有一天當你正在顧影自憐時,鏡子裡的那個傢伙突然出現在你的面前,你會怎麼樣呢?

再擴大些,我們看到的花草樹木、山川河流、城市,乃至整個世界,是不是也存在一個完全相反的如同像鏡子裡一樣的世界呢?如果有的話,它又在**?如果正反兩個世界相遇又會發生什麼?

科學家也在尋找這樣的答案。只不過他們的考慮更嚴謹一些,他們的探求也更科學一些。世界著名物理學家、諾貝爾獎金獲得者丁肇中先生及其由全世界16個國家、600多位科學家組成的超級探索隊正致力於一個被稱為「ams」的空前偉大的實驗——在茫茫太空中搜尋那個未曾謀面的「鏡子裡的世界」。

何為鏡子裡的世界?

所謂「鏡子裡的世界」,就是看起來沒什麼不同,但物質特性卻完全相反的這樣一種存在。科學家把這種奇特的物質稱為「反物質」。上過中學物理課的人都知道,物質是由原子組成的,原子又是由帶正電的質子、帶負電的電子和不帶電而有—定磁性的中子組成的。

所謂反物質,就應該由包含帶負電的質子、帶正電的電子,以及磁性正好與前面所說的中子相反的「中子」組成。

如果正負電荷具有完全對稱性,宇宙裡的物質具有完全對稱性,既然存在地球這樣的星球,是不是也會有另一個和地球完全相反的星球呢?根據宇宙大**學說,科學家們進一步推測,150億年前宇宙誕生時所產生了大體相等的物質和反物質。我們所在地球或者太陽系很可能只是宇宙中物質存在的一種。

另一種星球是由帶負電的質子、帶正電的電子以及與中子磁性相反的反中子組成的,可以組成與正物質相對稱的「反星球」、「反銀河」,甚至還有「反人」存在。如果是這樣,那麼現在這些「鏡子裡的世界」在**?

另一個世界存在嗎

關於另一個世界的爭論主要有兩種,一種解釋是說,「在宇宙的某些地方存在著由反物質組成的星系」;還有一種解釋是說,宇宙誕生時產生的物質比反物質多了一點,物質與反物質相互湮滅後,剩下的物質就構成了現在的宇宙。那麼另一個世界是否存在呢?

儘管科學家們在實驗室中已經發現了一些反粒子,並且於2023年製成了世界上第一批反物質——平均壽命僅為30納秒(一億分之三秒)的反氫原子,可是我們在自然界中卻難以發現反粒子的蹤影,更談不上由反粒子組成的反物質了,這到底是為什麼呢?

科學家們給了人們一個答案:從原子和反原子的本性出發,當粒子和反粒子相遇時,正負相抵,就會「湮沒」,進而化為「光」彌散到空間。我們的銀河系完全是由普通物質構成的,所以一旦製造出一個反粒子,不管是在實驗室裡還是在星球內部,在它遇到一個粒子並湮滅以前只能存在短短的一瞬間。

由此我們不難解釋為什麼在我們的世界難以找尋到反物質的蹤影了:反粒子都是從宇宙射線獲得的,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,所以射線中的絕大部分反粒子在到達地球前都已與大氣層中的粒子相遇而「湮滅」了。儘管目前有足夠的技術產生「反電子」和「反質子」,並且可以在較長的時間內儲存這些反粒子,還可以用它們與電子或質子相碰撞,但是卻還未能像一般物質中的電子和質子那樣,把「反電子」和「反質子」結合起來組成「反物質」。

在人類所觸及到的空間中,並未發現反世界存在,這對於人類來說應該是既幸運又不幸的事。幸運的是我們可以躲過與「鏡子裡的我們」相遇而灰飛煙滅的結果,不幸的是我們的種種假設、我們對宇宙的探知、我們對未來的掌握卻遭遇到了難題。既然我們無法在地球上進行我們的尋找,是不是可以把我們的視野擴大到更遙遠的太空呢?

當正反的「我們」相遇會怎樣

這個僅僅存在於人們推測中的神祕的「鏡子裡的世界」,為什麼會吸引人們千辛萬苦的去尋找它?它的存在與否到底會給人類帶來什麼呢?

科學家為我們描述了這樣一幅場景:如果有一天,你面對一塊完全由反物質做成的「反蛋糕」,儘管可能與我們常吃的蛋糕有相同的美味,但你千萬不要去嘗它。因為由物質構成的我們,與反物質相遇馬上就會觸發比最強烈的氫彈還要猛烈得多的**,會同時放出巨大的能量和比普通可見光強25萬倍的伽馬射線。

這個反應是現在人類已經知道的最充分的一種反應,被稱為「湮滅」反應。因此,我們被鄭重地告知,即使有來自太空中的「鏡子裡的我們」來到面前,也千萬不要想著去和他們握手。2023年,在中西伯利亞發生了著名的通古斯大**,居民們看見一個巨大的天體從天而降,隨著陣陣巨響,一團巨大的蘑菇雲騰空而起,方圓數十千米的森林被燒燬,人畜死傷無數,並且隨後北半球的廣大地區連續出現白夜現象。

關於這次**的原因有種種猜測,其中之一就是由於天外飛來一塊由反物質組成的隕石與正物質在通古斯河上空結合,放出大量能量而造成的。

尋找反物質有什麼意義

儘管預想中的反物質是如此的不可捉摸,但人們對反物質仍然充滿了憧憬。目前,人們發現和製造的反粒子雖然不多,但已經有了許多實際用途。如在醫學領域,醫生利用正電子發射x射線層析照相術(pet),不僅能掃描得出病人軟組織的詳細影象,識別不同的疾病,而且能夠觀察人們體內的化學過程以及在進行認知活動時大腦各部分消耗「燃料」的速度。

同時,由於正反物質碰撞會產生前所未有的能量,在軍事上也有多種潛在用途。有報道稱,美國正在進行一項名為「革命性彈藥」的研製計劃,其主要內容就是「反物質」**的研製,據稱15年後就能製造出「反物質」發動機的原型機來,但成本高達200億美元。

然而,更令科學家心馳神往的還是利用反物質幫助人類實現星際旅行的夢想。據科學家們測算,將氫和反氫混合,這種燃料的0.01克所產生的推力相當於120噸由液態氫和液態氧組成的傳統燃料,而且不存在核燃料的汙染。

按照人類的火星登陸計劃,飛船和宇航員到達火星大約需要180天,但是如果以正電子為燃料,只需四十幾天的時間,就能幫助人類登上火星,並且消耗的燃料還不到一塊方糖的重量。離我們人類最近、推測存在著類似地球的恆星系阿爾法人馬座距我們4.4光年,這個距離是人類歷史上飛行最遠的深空探測器飛行距離的3000倍。以目前太空梭的速度飛到阿爾法人馬座,需要12萬年,而如果採用反物質燃料10年即可到達……

面對亦真亦幻的「鏡子裡的世界」,關於反物質的種種設想,科學界目前尚有爭議,由反物質所組成的宇宙到底存不存在?反物質的存在到底會給人類的生活帶來什麼?記得曾有人問電的發現者法拉弟:

「電有什麼用呢?」法拉弟巧妙地反問道:「新生的嬰兒有什麼用呢?

」確實,一項重大科學突破問世時,人們往往是很難估計它的應用前景的,關於反物質探尋的ams計劃也是如此。也許在不久的將來,更多的關於反物質的科學研究會帶給人類關於「鏡子裡的世界」的真實的訊息,揭開另一個世界的神祕面紗。

宇宙是如何誕生的?宇宙是怎樣誕生的?

在很早以前人類就提出了這些疑問。這個使人類困惑千年而未能破解的重大問題,直至多年前愛因斯坦完成的一般相對論學說之後,才首次提出符合科學邏輯的解答。一般相對論提出宇宙有可能發生膨脹,後來研究的結果證實了這一點。科學家們發現遠方的銀河正在以非常快的速度和我們的銀河拉遠距離,這說明宇宙正在逐漸地膨脹著。另...

宇宙中有暗能量嗎?有人說有反物質的世界,是什麼啊

我們規定我們現在這個世界組成的物質是正物質而且我們觀察到還存在一種與正物質完全相反的物質 叫反物質那既然我們這個世界是正的 那能不能存在一個世界 完全由反物質組成呢 當然誰也不知道 不過有很多人相信反物質世界的存在 甚至有人相信那個世界與這個世界一模一樣 這個就有點玄了 反正也沒人說的出對或錯 暗能...

關於宇宙的問題,一個關於宇宙的問題

在經典物理學中,這是一個被迴避的問題,因為按照經典理論,宇宙之初僅僅是一個 奇點 它沒有時間和空間屬性,僅僅是一個點。用經典物理學是無法去探察在宇宙創生之前的狀態的。但是當引入量子力學後,情形就有了不同。量子力學中一個基本規則就是 泡利不相容定理 它是說一個系統中的粒子不可能同時處於同一狀態,這也就...