反物質(zhì)世界(反物質(zhì)天體真的存在嗎？)

自從20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)以來，科學(xué)家們一直在思考一個(gè)問題:為什么這個(gè)宇宙由物質(zhì)統(tǒng)治？

我們知道物質(zhì)和反物質(zhì)會(huì)湮滅成能量，宇宙中的能量會(huì)轉(zhuǎn)化成粒子-反粒子對。所以從理論上來說，在BIGBANG中，雖然出現(xiàn)了大量的物質(zhì)，但同時(shí)誕生的應(yīng)該還有等量的反物質(zhì)，兩者很快就會(huì)湮滅成能量。按照這種說法，今天的宇宙應(yīng)該什么都沒有。

不用說，這個(gè)理論沒有實(shí)現(xiàn)。在某種未知的機(jī)制下，反物質(zhì)逐漸消失，但物質(zhì)卻大量存在于這個(gè)宇宙中。今天，靠近我們眼睛的睫毛和130億公里外的天體都是由物質(zhì)構(gòu)成的。只有兩個(gè)地方我們能看到反物質(zhì):

(圖片說明:電子和正電子圍繞中子星旋轉(zhuǎn)的藝術(shù)圖片)

宇宙射線:這里的宇宙射線是指高能粒子流，通常來自最劇烈的天體物理過程，如超新星爆發(fā)或天體間的碰撞。在這種極高能量的撞擊中，一些亞原子粒子被炸毀，從而產(chǎn)生了反物質(zhì)。他們穿越浩瀚宇宙，來到地球，被科學(xué)家探測到；

粒子對撞機(jī):地球上沒有這樣的極端環(huán)境，但是我們可以創(chuàng)造這樣的環(huán)境。通過對粒子施加強(qiáng)大的能量，使其加速到接近光速并發(fā)生碰撞，可以產(chǎn)生類似的效果，從而創(chuàng)造出反物質(zhì)。

此外，宇宙中似乎沒有其他反物質(zhì)來源。那么，反物質(zhì)去了哪里？導(dǎo)致反物質(zhì)和物質(zhì)不平衡的機(jī)制是什么？

正如剛才所說，這仍然是一個(gè)謎，但科學(xué)家們?nèi)匀黄毡檎J(rèn)為這是由早期的大爆炸引起的。大爆炸后不到一秒鐘，物質(zhì)和反物質(zhì)確實(shí)是對等的。然而，某種機(jī)制的存在導(dǎo)致了更多物質(zhì)的產(chǎn)生。這種不平衡不需要太多。只要產(chǎn)生的物質(zhì)量比反物質(zhì)多1/100億，就足以導(dǎo)致反物質(zhì)完全消失，最終物質(zhì)將統(tǒng)治整個(gè)宇宙。

那么問題來了:BIGBANG中產(chǎn)生的反物質(zhì)真的完全消失了嗎？它們會(huì)逃脫物質(zhì)的湮滅，現(xiàn)在留在宇宙的某個(gè)地方嗎？只要它們在Tai 空中獨(dú)自漂浮，不與物質(zhì)接觸，理論上它們會(huì)一直在那里，甚至可能相互結(jié)合形成更大的結(jié)構(gòu)。如果是這樣的話，那么情況就耐人尋味了。

我們知道，物質(zhì)和反物質(zhì)的關(guān)鍵區(qū)別是電荷，其他物理機(jī)制不變。也就是說，我們可以把反質(zhì)子和正電子結(jié)合成反氫原子，產(chǎn)生所有的反氫、反暈等反元素。在足夠的壓力和溫度下，反氫也可以融合成反氦，即可以形成反恒星，反恒星也可以聚集形成反星系。

當(dāng)然，像星系這樣龐大的反物質(zhì)群存在的可能性是相當(dāng)?shù)偷?。因?yàn)槿绻娴拇嬖冢敲催@個(gè)目標(biāo)就太大了，很容易與物質(zhì)相互作用，甚至與物質(zhì)組成的星系發(fā)生碰撞。在這個(gè)過程中，物質(zhì)和反物質(zhì)湮滅釋放的能量會(huì)相當(dāng)大，足以讓我們觀測到?，F(xiàn)在宇宙中沒有這種跡象，也就是說反星系不太可能存在。

如果把目標(biāo)縮小一點(diǎn)，比如反物質(zhì)星團(tuán)，還是有可能的。

星團(tuán)是恒星的小集合，可分為球狀星團(tuán)和疏散星團(tuán)。其中，球狀星團(tuán)通常包含幾千到幾十萬顆恒星，而且都是非常古老的恒星，有些甚至和宇宙年齡差不多。在球狀星團(tuán)中，幾乎只能看到紅色的小老恒星，幾乎沒有星際氣體或塵埃，因此不存在形成新恒星所需的原材料。在我們的銀河系中大約有150個(gè)這樣的古老星團(tuán)。

科學(xué)家認(rèn)為，在這些球狀星團(tuán)中，可能存在由反恒星組成的反星團(tuán)。

你可能認(rèn)為這個(gè)想法太大膽了，但是科學(xué)家們確實(shí)在思考這個(gè)問題。一個(gè)理論物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究，分析這150個(gè)球狀星團(tuán)中存在反星團(tuán)的可能性。他們的問題很簡單:如果有一個(gè)或幾個(gè)反物質(zhì)星團(tuán)，會(huì)發(fā)生什么？

問題很簡單，但答案并不容易。

(圖片說明:球狀星團(tuán)M107)

理論上，只要這樣的反星系團(tuán)不在銀盤上上下穿梭，它實(shí)際上幾乎不可能遇到一顆由物質(zhì)構(gòu)成的恒星并將其湮滅。因?yàn)榍驙钚菆F(tuán)幾乎只有恒星，而恒星與恒星空相比小得可憐，所以不太可能遇到物質(zhì)。也就是說，如果有一個(gè)由反恒星組成的球狀星團(tuán)，那么它應(yīng)該看起來相當(dāng)普通，沒有什么特別之處。

當(dāng)然，這并不意味著我們找不到他們。其實(shí)反恒星和恒星一樣，會(huì)有強(qiáng)烈的耀斑或者巨大的日冕物質(zhì)拋射，或者超新星爆發(fā)。在這些天體事件中，也會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的粒子流，而對應(yīng)于正常恒星，反恒星發(fā)出的粒子流也應(yīng)該充滿反物質(zhì)。

這些反物質(zhì)粒子會(huì)被噴射到宇宙中空，其中一部分自然會(huì)來到太陽系甚至地球。因此，我們不得不思考一個(gè)問題:科學(xué)家觀測到的一些來自宇宙的反物質(zhì)粒子，是從反恒星來到地球的嗎？

這個(gè)問題真的難倒了科學(xué)家。

我們知道這些粒子都是帶電的。在穿越銀河系的過程中，它們會(huì)經(jīng)過各種磁場，在洛倫茲力的作用下會(huì)發(fā)生各種偏轉(zhuǎn)，天體仍然在不停地運(yùn)行。因此，即使觀測到來自宇宙的反粒子，科學(xué)家也幾乎不可能追蹤到它們的來源。

所以，我們還是希望科學(xué)家能找到一種方法，確認(rèn)銀河系中是否存在由反物質(zhì)構(gòu)成的星團(tuán)或恒星，并通過觀測了解反物質(zhì)，推測早期宇宙中發(fā)生了什么。

當(dāng)然，即使發(fā)現(xiàn)了反集群，我們也不可能真的去那里近距離觀察。因?yàn)橐坏┪覀兊搅四抢?，我們就?huì)和他們一起被殲滅...

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