月球是由反物質組成的嗎

2021-01-09 小月講科技

大家好，歡迎收看我的百家號小月講科技，今天小編要給大家介紹的是月球是由反物質組成的嗎？

月球是離我們最近的天體,由地球出發的太空人已在月球上登錄過。如果月球是由反物質組成的,那麼在那位太空人與月球接觸時,湮滅過程早已把他轉化為介子了。這是直接證據,表明月球是正物質天體。至於太陽,那是人類沒有可能登陸的地方。那麼怎麼才能知道它不是由反物質組成的呢?太陽表面的氣體很熱,其中熱運動速度較快的原子的速度已超過了太陽表面的逃逸速度,這就是太陽風的起因,若太陽是反物質恆星,太陽風就由反原子組成,它吹到行星上,就會和行星的正原子相湮滅。

於是,正物質組成的行星會逐漸消失掉,這種消失過程沒有發生,就證明了整個太陽系中沒有反物質天體。這樣,如果要存在反物質天體,它至少應在太陽系之外。1979年,美國科學家把一個有60層樓高的巨大氣球放到離地面35千米的高空,氣球上載有一批十分靈敏的探測儀器,結果,它在高空獵取了28個反質子。這是在地球以外第一次發現的反物質。除此之外,還在星際空間發現了反物質流。把眼光放遠到整個銀河系,要問的是:在這個由千億個恆星構成的系統中,會有一部分是反恆星嗎?今天人們也已能肯定地回答:不會有。我們從地面上能接收到太空中飛行的宇宙射線。觀測統計表明,宇宙射線粒子中反質子僅是質子的萬分之幾,並且這少量的反質子是高能粒子碰撞的次級產物,而不是原始存在的,此外宇宙射線中有很少的a粒子(即氦核),但是反a粒子卻一個也沒有發現過,這些事實說明原初的宇宙射線是由正物質組成的。

如果銀河系中有反物質恆星,那麼宇宙射線粒子將與它碰撞而發生湮滅。湮滅產生的m介子將很快衰變而成y光子。因此這種湮滅過程是能夠通過y射線的觀測來發現的。正是沒能找到湮滅過程所放出的很有特徵性的y光子,使人們知道,銀河系中並沒有反恆星的存在,整個銀河系都是由正物質組成的。我們的字宙是由大量星系構成的。若在遠處有反物質組成的星系,原則上也能用同樣的道理來發現。星系之間並不是真空,而是瀰漫著很稀薄的氣體。因此,若既有正物質星系又有反物質星系,那么正、反物質必會相遇,相遇處必會有湮滅過程發生。人們著意地尋找了相應的y射線,而沒有找到過。於是得出結論:在3000萬光年的範圍內不會有巨大的反物質星系存在。若在更遠的地方有這種湮滅發生,由於它的信號太弱而沒有被發現是可能的。所以上述結論是今天的觀測能力所能及給出的回答。

在這樣的結果面前,人們的看法分成了兩種。一種認為字宙中正、反物質應當是等量的,需要的是從更遠處去尋找反物質星系存在的證據。另一種認為事實已暗示,宇宙中沒有大量的反物質存在,需要的是從宇宙的演化中去尋找造成今天沒有反物質的原因。反物質的發現,使人們聯想20世紀的許多不解之謎,其中最為著名的莫過於「通古斯大爆炸」。1908年6月30日凌晨,俄羅斯西伯利亞通古斯地區遭遇從天而降的火球,大片原始森林頃刻化為灰燼。至於爆炸起因,一些人推斷是小行星撞擊,一些人則猜想是反物質所致湮滅。根據宇宙膨脹理論,在大爆炸初的瞬間,宇宙粒子數和反粒子數並不均等,但是差別只有0.0000001倍。

正是這小小的不均等才造成我們現實的世界。如果反物質世界真的存在,我們的世界能與它們和平共處嗎?一般認為,這兩個世界由虛空分隔。不過,這並不保險。萬一沒能隔開,碰到「反人」與我們打招呼時,萬勿與他們握手,否則就要與他們同歸於盡了。今天,反物質的存在是無可懷疑的,但由此構成的反物質世界可能還是個謎。

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    反物質這個名字是一個非常超自然或神秘的物體，但它是一個已經被清楚地識別出的物理物體。了解反物質的實質以及使用潛力也將是有意義的。由於存在與構成原子的質子，中子，電子等相對應的所有反粒子，因此也可能存在由它們構成的半原子。這是這些階級成員聚集在一起的反物質。在CERN，我們實際上製作了一個由反質子和正電子組成的氫半原子。 同樣，儘管有限，但反物質正在我們的生活中應用。正電子發射斷層掃描（PET）主要用於大型醫院的腦部疾病診斷，它使用正電子（一種抗微粒子）。
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