...普通物質與反物質之間的一種強大的排斥力或許可以用來解釋暗...

2020-12-08 遊俠網

時間軸顯示，宇宙的不斷膨脹和膨脹加速與暗能量有關。

　　北京時間2月17日消息，據國外媒體報導，義大利都靈天文臺天體物理學家最新提出的一項理論認為，普通物質與反物質之間的一種強大的排斥力或許可以用來解釋暗能量這一神秘力量。不過，這一爭議性理論也引起了諸多質疑。

　　1998年，科學家發現宇宙不僅僅正在膨脹，而且這種膨脹正在不斷加速。這種完全意料之外的行為在物理學上被稱為「最深刻的問題」，因為我們目前對引力的理解認為，宇宙中物質之間的相互吸引力可能會導致宇宙膨脹放慢。

　　在解釋宇宙膨脹加速的問題時，當前主流理論認為，這主要是一種假想的排斥力的存在，即暗能量。但是，義大利都靈天文臺天體物理學家馬西莫-維拉塔的最新研究成果表明，暗能量產生的效果實際上應該歸因於一種「反重力」，這是普通物質與反物質相互排斥產生的結果。

　　維拉塔表示，「通常情況下，這種排斥性歸因於神秘的暗能量。但是沒有人知道它是什麼，也不知道它的行為方式。我們現在根據眾所周知的反物質的排斥力，用一種未知的元素代替一種未知的力量。」

　　反物質隱藏於宇宙空洞之中？

　　維拉塔認為，宇宙膨脹加速的關鍵在於廣泛分布於宇宙中的大範圍空隙。這些宇宙空洞每一個都有數百萬光年寬，它們內部既沒有星系也沒有星系團，顯得異常空曠。距離我們地球最近的宇宙空洞被稱為「本地空洞」，位於處女座超星系團中。

　　維拉塔認為，這些宇宙空洞中含有大量的反物質，這些反物質可能組成反物質星系、反物質恆星和反物質行星。所有這些反物質都不會發出現有傳感器能夠探測到的輻射，因此我們現在很難看得到它們。「宇宙空洞中的反物質為什麼會看不到，可能有許多原因和解釋，但是我們並不能確定究竟是哪一種。此外，實驗室中的反物質行為完全不同，因為它已完全融入物質世界中。」

　　維拉塔表示，儘管我們看不到反物質的上層建築，但是我們可以在可見宇宙中觀測到它們的影響，因為在星系中反物質肯定會排斥普通物質，並將普通物質推開離得越來越遠。維拉塔的最新研究成果即將發表於《天體物理學與空間科學》雜誌之上，這一理論將有可能解決其他的宇宙奧秘，如宇宙「迷失的反物質」問題。

　　根據標準物理學，宇宙大爆炸中產生的物質與反物質粒子應該數量相等。然而，可見宇宙似乎主要由普通物質所主宰。為了測定「本地空洞」中究竟含有多少反物質，維拉塔首先計算究竟需要多少反物質產生的排斥力才能強大到足以解釋所謂的「本地薄片」。普通物質，包括銀河系和附近其他星系的普通物質都以同樣的速度運行。維拉塔解釋說，「如果每一個空洞包含的反物質質量與『本地空洞』計算出的結果相近，那麼我們宇宙中擁有的反物質與普通物質應該數量相等，因此最終宇宙將是一個物質與反物質對稱的宇宙。」

　　物質與反物質會排斥嗎？

　　當然，維拉塔的理論是建立在一種未經驗證的假設之上，即物質與反物質是相互排斥的。英國牛津大學物理學家弗蘭克-克洛澤認為，「沒有任何實驗證據證明反物質會排斥物質。不過，歐洲粒子物理研究所正計劃驗證這一觀點。」

　　事實上，歐洲粒子物理研究所物理學家德拉甘-哈杜科維奇前不久已經提出了一個獨立的反重力理論來解釋暗能量和暗物質問題，該理論也是建立在物質與反物質相互排斥的基礎上。哈杜科維奇認為維拉塔的理論「很有趣」，但是他並不認同宇宙是一個物質與反物質對稱的宇宙的假設。

　　哈杜科維奇表示，「主要問題是，空洞中既然有如此大量的反物質，那為何無法看到。」哈杜科維奇的理論認為，量子空間中，反物質粒子本能地突然出現和消失。「為了解釋反物質的不可見性，物質與反物質對稱宇宙的支持者們將被迫採用另一種假設。如果一個理論是建立於一個假設基礎上，而這個假設又馬上需要另一個假設來支持，這不是一個好現象。」

　　不過，維拉塔辯解稱，其理論中的假設都是根據現有物理學中某些確定的理論提出的，根本不需要再引入另一種假設。

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  • 反物質、暗物質、負物質，都是什麼鬼？
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  • 有什麼證據可以表明暗物質是普通物質而不是其他的物質?
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    反物質、暗物質、暗能量，這三個玩意兒的名字差不多，看著都有點古怪，在電影裡一看就是反派的樣子。但其實它們在物理學上都是極其重要的角色，但它們之間沒有任何邏輯關係。反物質反物質最早來自於狄拉克的一個預言，我在前些天的文章中有講過那段歷史，這裡就不重複了，有興趣的同學可以看我4月23日關於反物質和暗物質的文章。我們現在所知道的反物質是一種與普通物質各項特性都相反的物質，基本定義就是能相反的特性都相反，我們最熟悉最容易理解的就是電荷相反了。
  • 反物質、暗物質、暗能量之間是什麼關係？來帶你重新認識這三者
    反物質、暗物質、暗能量，這三個玩意兒的名字差不多，看著都有點古怪，在電影裡一看就是反派的樣子。但其實它們在物理學上都是極其重要的角色，但它們之間沒有任何邏輯關係。反物質反物質最早來自於狄拉克的一個預言，我在前些天的文章中有講過那段歷史，這裡就不重複了，有興趣的同學可以看我4月23日關於反物質和暗物質的文章。
  • 宇宙中佔比非常大的暗物質,或許不像我們想像的那麼神秘!
    然而，正如一些理論指出的那樣：如果暗物質粒子僅僅受到重力的作用，那麼這個偏離值應該是零。但是，另外一些理論預測說，應該有另外一種力在起作用。至少幾十年以來，理論物理學家傾向於把一種叫做弱相互作用大質量粒子的粒子作為對暗物質構成的最佳解釋。
  • 統一場論對正物質和反物質的解釋
    反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅，轉化為別的形態，發生爆炸並向外輻射巨大能量。人類已經發現，普通電子是正物質，質量為9.10938215×10負31次方千克，帶一個單位【－1.6×10^(－19）】庫侖負電荷。
  • 暗物質不亞於反物質,可以為我們帶來100%的能量,到底怎麼回事呢
    首先我需要說明一點，暗物質和正常物質統稱為物質，暗物質只是物質的另外一種形式，目前並沒有出現在我們的標準模型中，可以肯定的是，暗物質屬於：弱相互作用有質量粒子，這個弱目前還不是很確定，但會發生很強的引力作用，確實是屬於物質的一部分。這個概念很重要，不然真的會產生一些奇奇怪怪的問題。
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  • 最新研究:要解釋暗物質,引力一定要變得很奇怪
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  • 暗物質&暗能量:未知的~95%
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  • 目前沒有任何的理論能夠解釋暗物質
    27%宇宙物質的能量物質，既不是暗物質，一種導致宇宙膨脹的反引力，也不是中微子，由於它並不發生任何類型的電磁輻射，因此得名暗物質。儘管不能直接探測到暗物質，但科學家能夠通過別的痕跡，如它所產生的引力作用來尋找暗物質，天文學家弗裡茨·茲威基觀察到后髮座星系團中有異常的運動跡象，機制運動速度遠超出理論預期，然而率先推斷出其內部可能存在著一種暗物質，當時的科學界並沒有重視他的觀察結果，然而這麼多年過去了，目前依舊沒有任何的理論能夠解釋這種異常現象。
  • 反物質和暗物質是一回事嗎？它們的作用是什麼？
    我們在平時經常會聽到反物質，暗物質，暗能量等詞彙，這些其實都是物理學中的概念。那它們之間有什麼區別，又和我們這個世界的一般物質有什麼關係呢？今天，我們就來說說這個問題。宇宙大爆炸如果這個事情要進入溯源的話，那其實需要追溯到宇宙的起源。
  • 探索暗物質
    暗物質到目前為止，人類還沒有能夠給予合理的解釋，人類不知道暗物質所代表的物質到底是什麼，但是暗物質這種東西確確實實存在，並且暗物質所造成的影響比黑洞還要強烈。然而物質並不一定要由原子構成。大多數物質可以由與原子完全不同的東西構成。能夠像普通物質那樣與引力相互作用的任何東西——比如說，能像普通物質那樣聚攏成星系與星系團——都屬於物質。沒有任何規律要求物質總是由帶電粒子組成。但對我們的眼睛而言，不參與電磁相互作用的物質就是隱形的。所謂的暗物質完全不帶（或者只是帶一點極不顯著的）電磁荷。