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反物质为何存在,为何宇宙大爆炸之后消失

2020-02-09 09:02:41 来源:网络收集 编辑:趣录网

导读:导读:反物质为何存在?为何宇宙大爆炸之后消失??反物质在宇宙大爆炸之后产生,然后就消失了,这到底是为什么,一直是一个未解之谜,所以现在各国的科学家都比较重视对于反物质的各种研究

导读:反物质为何存在?为何宇宙大爆炸之后消失??反物质在宇宙爆炸之后产生,然后就消失了,这到底是为什么,一直是一个未解之谜,所以现在各国的科学家都比较重视对于反物质的各种研究。

反物质为何存在,为何宇宙大爆炸之后消失

欧洲该项目的研究负责人表示,他们已经测量到反氢原子在频率经过的反应。

到目前为止,反原子跟普通的原子的反应都是一样的,没有任何区别,这说明这些完全都符合标准模型理论。

至于未来,该负责人表示他们还将进一步对各种的反物质进行不同的研究,力求找到更加确切的物质与反物质完全相同的证据。

在计算机模拟中,我们的银河系周围分布着比实际能够观测到的多许多的子结构。

这些子结构或大或小,大的好像麦哲伦星云,而小的,可能甚至都无法用先进的望远镜看到。

我们可以使用光学望远镜看到的子结构,都必然有着大量恒星与气体,但有的子结构可能大部分都是由暗物质构成,光学望远镜对此无能为力。

然而这并不意味着我们就无法探知它们。

反物质为何存在,为何宇宙大爆炸之后消失

根据最流行的被称为WIMP的暗物质模型,暗物质粒子也有正粒子和反粒子,当正反粒子互相湮灭的时候,便有可能释放出一些高能的伽马射线。

如果我们有灵敏的伽马射线望远镜,那么就有可能看到这些子结构,并且进一步可以明确暗物质的性质。

幸运的是,费米空间望远镜给了我们这样的机会。

发射于2008年的费米空间望远镜瞄准的正是我们一直知之甚少的伽马射线波段。

伽马射线的能量极高,穿透能力很强,而且对于人体有很大的伤害,我们对于宇宙当中伽马射线的来源仍然了解很少,观测也相当困难,费米空间望远镜就显得及其重要了。

反物质为何存在,为何宇宙大爆炸之后消失

它对于伽马射线的能量分辨能力和来源的方向分辨能力即便放到今天八年以后来看,也是相当先进。

去年年底,我国发射的暗物质粒子探测卫星悟空号在指标上就和费米空间望远镜相当。

但是毕竟费米空间望远镜已经积累了八年的数据,因此想要迎头赶上还需要很长时间。

一、对称性

在微观世界里,基本粒子有三个基本的对称方式:一个是粒子和反粒子互相对称,即对于粒子和反粒子,定律是相同的,这被称为电荷(C)对称;一个是空间反射对称,即同一种粒子之间互为镜像,它们的运动规律是相同的,这叫宇称(P);一个是时间反演对称,即如果我们颠倒粒子的运动方向,粒子的运动是相同的,这被称为时间(T)对称。

这就是说,如果用反粒子代替粒子、把左换成右,以及颠倒时间的流向,那么变换后的物理过程仍遵循同样的物理定律。

反物质为何存在,为何宇宙大爆炸之后消失

二、对称性的破坏

杨振宁(Chen-Ning Franklin Yang)教授1951年与李政道(Tsung-Dao Lee)教授合作,并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。

不久,科学家很快又发现,粒子和反粒子的行为并不是完全一样的!一些科学家进而提出,可能正是由于物理定律存在轻微的不对称,使粒子的电荷(C)不对称。

日常生活中,时间之箭永远只有一个朝向。

老人不能变年轻,打碎的花瓶无法复原,过去与未来的界限泾渭分明。

但在物理学家眼中,时间却一直被视为是可逆转的。

比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子,而正负电子相遇则同样产生一对光子,这个过程都符合基本物理学定律,在时间上是对称的。

如果用摄像机拍下两个过程之一然后播放,观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放。

从这个意义上说,时间没有了方向。

物理学上这种不辨过去与未来的特性被称为时间对称性。

1998年年末,物理学家们却首次在微观世界中发现了违背时间对称性的事件。

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