反物質是什麼?可不可能存在由反物質構成的相反世界?

2021-01-05 科學船塢

反物質簡單的可以理解為正物質(也就是我們平常摸到看到的物質都是正物質)的倒轉,具有一些與正物質相反的性質,比方說電子帶負電,那麼電子的反物質就帶正電,質子的反物質就是反質子,反質子就帶了負電了,那麼由此組成的原子核也帶負電,與我們認識的截然相反。

雖然反物質與正物質有著不同的性質,但反物質依舊是具有質量的,正常物質具有的屬性反物質同樣也具備,只是反物質是正物質的鏡像罷了。

1928年物理學家狄拉克首次從理論中預言了正電子的存在,正電子就是電子的反物質,正電子帶正電(後來安德森確實也發現了)。從這裡也可以看出來科學的魅力,即理論是可以有先見之明的,它可以在實驗之前就有所預言,預言一個新的粒子的性質特性,然後再去實驗室裡做實驗,發現與理論預言現象相符的可能,如果有那就證明理論預言的沒錯。

狄拉克

1932年安德森發現了正電子,這是科學家首次實驗論證了狄拉克的預言,1955年美國物理學家西格雷以及他的同行與助手們發現了反質子,經過這兩次的發現之後,由此拉開了反物質研究的序幕。

以上只是發現了小於原子尺寸的反質子、反中子,後來在1995年歐洲核子研究中心的研究學者們首次製造出來了反物質,也就是反氫原子(達到了原子級別了),人類第一次可以製備反物質,但卻無法保存,因為反物質的性質我們是知道的,一旦遇到正常的物質就會相互湮滅。

我們知道物質與反物質只要相遇就會湮滅,並且100%轉化為能量,這種能量的轉化是非常巨大的,根據質能公式就可以看出來,而核裂變的質能轉化率為0.08%,核聚變的質能轉化是0.7%,由此可見正反物質湮滅是多麼可怕的存在了吧。

以上簡要的介紹了反物質的含義以及發現的歷史,按照一些理論物理學家的推論,在宇宙誕生的極早一段時間,正反物質是等量的產生的,至於為何到現在演化成了如此不對稱的局面,即只在宇宙中看到了正物質卻沒見到大片的反物質存在,這就是當今物理學的難題——正反物質不對稱。

那麼,我們會突發奇想,科幻性的思索一下,是否可以以反物質組成一個反物質世界呢?

科學家並不了解我們這個宇宙是如何從正反物質等量演變到如今的正物質佔據絕對優勢,這其中的物理機理並沒有搞清楚,所以,也有這種可能,在另一個宇宙中,正反物質開始也是等量的,但由於未知的物理機理,反物質佔據了絕對優勢,在他們的宇宙中,幾乎找不到正物質,與我們相似,只能在實驗室中找到(我們與他們相反,只能在實驗室中找到反物質)。

當然了這僅是一種科幻猜測罷了,至於題目所言的是否存在一個相反的世界,何謂相反呢?反物質也是物質,只是一些特性不同罷了,可能在哪裡存在一個與已知的物理定律相反的宇宙呢。

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