1928年,英国物理学家狄拉克从理论上预言了反物质的存在,为人类的宇宙探索打开了一扇新的大门。宇宙中原本孤独的物质粒子们终于找到了自己的另一半,粒子动物园显得热闹多了。反物质是这样的一种存在:它们就像是物质粒子的孪生兄弟,虽然具有与对应的物质粒子相同的质量和电荷数,但电荷却是相反的。
根据狄拉克的说法,每一种我们常见的物质粒子都存在着相应的反物质粒子,这就一下子将整个粒子世界几乎扩充了一倍。这些反粒子可以结合起来形成反原子,而反原子又可进一步形成反物质,进而形成反恒星、反星系。这就为我们的宇宙提供了一种可能的存在:一个由反物质组成的世界,这就好像是我们的镜像世界,深藏在宇宙不知名的深处。从理论上说,反物质宇宙看起来将与我们没什么不同,同样可以诞生人类文明。
然而,我们却最好别期待亲眼看到反物质世界,这是因为:反物质是和物质水火不相容的。如果一个物质粒子与其对应的反物质粒子碰撞,它们将同时湮灭,转化为纯净的能量。而根据爱因斯坦的质能方程,转化为的能量将是极其巨大的,从而产生惊人的破坏力。我们都见识过核弹的威力,实际上核弹中只有很小的一部分质量产生了亏损,而反物质与物质碰撞时将全部湮灭,质量全部转化为能量,同等质量的反物质产生的能量将远远超过现有的核武器。那么,想想你看到一个反物质地球迎面而来时的复杂心情吧。因此,最好还是别期待看到它,一场惊天动地的大爆炸会让你彻底地粉身碎骨。
目前,反物质的存在已经得到了证实,美国物理学家爱迪森于1932年在云雾室中研究宇宙射线的时候发现了第一种反粒子—正电子。1955年,劳伦斯伯克利实验室的物理学家,使用一台粒子加速器产生出了反质子。同年,在日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室的科学家,通过粒子加速器同时产生了正电子和反质子,并使它们相结合而生成了反氢原子。虽然反原子只存在了短暂的一瞬间,却证明了反物质原子存在的可能性。
近年来,科学家们建造了复杂精密的检测器来搜寻宇宙线中的反物质,却只发现了极少量的正电子和反质子,从未发现较重的反粒子。那么,宇宙大爆炸时只产生了物质粒子吗?如果也产生了反物质,那它们现在何处呢?是否在宇宙创始之初便已经与我们分离,形成了我们的镜像宇宙?现有宇宙的洪荒已经令我们咂舌了,但至今还没有探索到尽头。如果还存在一个反物质的世界,那更是令我们难以想象,感叹人类的渺小了。
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