同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

大家好,欢迎收看量子科普第104期,我是常常,今天和大家聊一聊关于为何正物质、反物质都是宇宙大爆炸时期诞生的,但反物质的总质量达不到正物质的百分之一?

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

宇宙中的物质分为正物质(正常物质)与反物质两种,宇宙中所有的物质归结到根本还是由质子、中子与电子构成的,这些粒子是组成物质的最基本粒子,质子带正电,而带负电的质子就被称为反质子,电子带负电,而带正电的电子就被称为反电子,总体来说,正粒子与反粒子的质量相同,所带电荷相反,它们所表现的一切性质也是相反的,由于两者完全相反的特质,所以当正反物质相遇时,它们就会相互湮灭抵消,产生爆炸,并且爆发巨大的能量。

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

物理学家推测:物质诞生于137亿年前的那场宇宙大爆炸,奇点爆发的一瞬间诞生了正物质与反物质,从理论推导来看,在宇宙大爆炸的前期,正物质、反物质的质量应该是相等的,正、反粒子之间的湮灭与成对维持着宇宙的平衡,从纯粹物理学来讲,正、反物质大尺度分离的现象是不可能存在的,但事实上,由正、反粒子维持的宇宙平衡却并没有一直维持下去。

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

站在地球的角度来看,首先地球上找不到天然存在的反物质,全部都是由正物质组成,因为当正反物质相碰撞时,会产生强烈的爆炸,正反物质相撞时产生能量效率要高于应用核聚变原来的氢弹爆炸,站在整个宇宙的角度来看,以地球为中心直径三千光年的范围内,找不到任何一个由反物质组成的星体,这说明在宇宙中几乎不可能存在大量、成规模的反物质群。

为何在宇宙大爆炸时期质量相等的正、反物质,在137亿年之后,反物质的总质量却连正物质总质量的1%都达不到呢?

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

想知道反物质为何消失的原因,就需要我们对于反物质进行深入的研究,好消息是虽然地球上不存在天然的反物质,但是物理学家们通过对于反物质理论的研究,已经可以达到制造人造的反物质的水平。

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

1995年欧洲核子研究中心的科学家成功制造了世界上第一种人造反物质,制造原理是:利用氢激光物理仪器将反质子和正电子结合在一起,这样就可以形成一个反氢原子,一年之后,美国费米国立加速器实验室宣布可以批量制造反氢原子,这为人类对于正反物质的研究做出了巨大的贡献,正当人们以为马上就可以揭开反物质的神秘面纱时,反氢原子所表现的特质又再一次难倒了科学家。

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

不管科学家进行怎样的测试,反物质的行为就像正常物质一样,这代表反物质本身就是一种“物质”,它仅是具有相反电荷和差异性特征,正、反物质就像一个人与镜子里的他自己一样。

同为宇宙大爆炸的产物,为何反物质数量达不到正物质的百分之一?

一年后,美国宣布他们利用伽马射线探测卫星发现,在银河系上方3500光年发现了有一个不断向外喷射反物质的反物质源,它喷射出的反物质形成了一个高达2940光年的“反物质喷泉,而且我国科学家参与了这项研究,或许在不久的将来,我们可以揭开反物质的神秘面纱。


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