03.02 现在的宇宙是宇宙初始的时候正电子多于反电子,正粒子多于反粒子而产生的,那么如果情况相反又会怎么样?

董佳羽


我们的宇宙中主要是以正物质组成的,即负电子多于正电子,正质子多于反质子,正物质多于反物质。

正反物质相遇会发生湮灭,如正负电子对碰撞就会湮灭成光子,电子的静止质量转化成光子的能量,这个数是十分可怕的。理论上,只需要不到500克的反物质,就足以和正物质相遇时释放巨大的能量,相当于一颗氢弹的能量。所以,难以想象,如果你能够穿越不同宇宙,碰到另一个以反物质组成的你,两人一握手,瞬间灰飞烟灭,相当于一百多颗氢弹同时爆炸!

所以我们是幸运的,我们生活的宇宙中,并没想象中的那么多反物质。虽然从实验角度,人们相继发现了正电子、反质子、反中子,甚至人工制造了反氢原子,但是要真正捕获茫茫宇宙中的反物质或反粒子,确是十分困难的一件事情。主要问题就在于,反物质一旦遇到相似的正物质,就会瞬间湮灭不复存在,所以反物质或反粒子存在的时间极其之短。或许很多时候还没给我们人类造成伤害之前,就已经被干掉了。

那么反过来,如果我们的宇宙是反物质为主呢?事实上,这样的话和我们现在的宇宙几乎没有区别。就像镜子里外一样,如果存在另外一个宇宙镜像,它是以反物质为主的,一点儿也不奇怪。可能那个宇宙里的你长得和这个宇宙的你一模一样。

宇宙起源的模型认为,宇宙大爆炸之初,正物质和反物质是等量产生的,但是不知道何种原因(某种相互作用的对称性破缺了),正物质比反物质多了一点点,两者差异在10^-10量级,那么最终反物质不断被湮灭,就剩下以正物质为主的现在的宇宙。这个差异如此之小,至今实验物理也无法精确确定,至于具体的对称性破缺的原因,也是不清楚。


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