反物质天体真的存在吗? 反物质世界?

反物质世界(反物质天体真的存在吗?)
自从20世纪30年代发现反物质以来,科学家们一直在思考一个问题:为什么这个宇宙由物质统治?
我们知道物质和反物质会湮灭成能量,宇宙中的能量会转化成粒子-反粒子对 。所以从理论上来说,在BIGBANG中,虽然出现了大量的物质,但同时诞生的应该还有等量的反物质,两者很快就会湮灭成能量 。按照这种说法,今天的宇宙应该什么都没有 。
不用说,这个理论没有实现 。在某种未知的机制下,反物质逐渐消失,但物质却大量存在于这个宇宙中 。今天,靠近我们眼睛的睫毛和130亿公里外的天体都是由物质构成的 。只有两个地方我们能看到反物质:
(图片说明:电子和正电子围绕中子星旋转的艺术图片)
宇宙射线:这里的宇宙射线是指高能粒子流,通常来自最剧烈的天体物理过程,如超新星爆发或天体间的碰撞 。在这种极高能量的撞击中,一些亚原子粒子被炸毁,从而产生了反物质 。他们穿越浩瀚宇宙,来到地球,被科学家探测到;
粒子对撞机:地球上没有这样的极端环境,但是我们可以创造这样的环境 。通过对粒子施加强大的能量,使其加速到接近光速并发生碰撞,可以产生类似的效果,从而创造出反物质 。
此外,宇宙中似乎没有其他反物质来源 。那么,反物质去了哪里?导致反物质和物质不平衡的机制是什么?
正如刚才所说,这仍然是一个谜,但科学家们仍然普遍认为这是由早期大爆炸引起的 。大爆炸后不到一秒钟,物质和反物质确实是对等的 。然而,某种机制的存在导致了更多物质的产生 。这种不平衡不需要太多 。只要产生的物质量比反物质多1/100亿,就足以导致反物质完全消失,最终物质将统治整个宇宙 。
那么问题来了:BIGBANG中产生的反物质真的完全消失了吗?它们会逃脱物质的湮灭,现在留在宇宙的某个地方吗?只要它们在Tai 空中独自漂浮,不与物质接触,理论上它们会一直在那里,甚至可能相互结合形成更大的结构 。如果是这样的话,那么情况就耐人寻味了 。
我们知道,物质和反物质的关键区别是电荷,其他物理机制不变 。也就是说,我们可以把反质子和正电子结合成反氢原子,产生所有的反氢、反晕等反元素 。在足够的压力和温度下,反氢也可以融合成反氦,即可以形成反恒星,反恒星也可以聚集形成反星系 。
当然,像星系这样庞大的反物质群存在的可能性是相当低的 。因为如果真的存在,那么这个目标就太大了,很容易与物质相互作用,甚至与物质组成的星系发生碰撞 。在这个过程中,物质和反物质湮灭释放的能量会相当大,足以让我们观测到 。现在宇宙中没有这种迹象,也就是说反星系不太可能存在 。
如果把目标缩小一点,比如反物质星团,还是有可能的 。
星团是恒星的小集合,可分为球状星团和疏散星团 。其中,球状星团通常包含几千到几十万颗恒星,而且都是非常古老的恒星,有些甚至和宇宙年龄差不多 。在球状星团中,几乎只能看到红色的小老恒星,几乎没有星际气体或尘埃,因此不存在形成新恒星所需的原材料 。在我们的银河系中大约有150个这样的古老星团 。
科学家认为,在这些球状星团中,可能存在由反恒星组成的反星团 。
你可能认为这个想法太大胆了,但是科学家们确实在思考这个问题 。一个理论物理学家团队已经进行了相关研究,分析这150个球状星团中存在反星团的可能性 。他们的问题很简单:如果有一个或几个反物质星团,会发生什么?
问题很简单,但答案并不容易 。
(图片说明:球状星团M107)
理论上,只要这样的反星系团不在银盘上上下穿梭,它实际上几乎不可能遇到一颗由物质构成的恒星并将其湮灭 。因为球状星团几乎只有恒星,而恒星与恒星空相比小得可怜,所以不太可能遇到物质 。也就是说,如果有一个由反恒星组成的球状星团,那么它应该看起来相当普通,没有什么特别之处 。
当然,这并不意味着我们找不到他们 。其实反恒星和恒星一样,会有强烈的耀斑或者巨大的日冕物质抛射,或者超新星爆发 。在这些天体事件中,也会出现很强的粒子流,而对应于正常恒星,反恒星发出的粒子流也应该充满反物质 。
这些反物质粒子会被喷射到宇宙中空,其中一部分自然会来到太阳系甚至地球 。因此,我们不得不思考一个问题:科学家观测到的一些来自宇宙的反物质粒子,是从反恒星来到地球的吗?
这个问题真的难倒了科学家 。
我们知道这些粒子都是带电的 。在穿越银河系的过程中,它们会经过各种磁场,在洛伦兹力的作用下会发生各种偏转,天体仍然在不停地运行 。因此,即使观测到来自宇宙的反粒子,科学家也几乎不可能追踪到它们的来源 。
所以,我们还是希望科学家能找到一种方法,确认银河系中是否存在由反物质构成的星团或恒星,并通过观测了解反物质,推测早期宇宙中发生了什么 。
【反物质天体真的存在吗? 反物质世界?】当然,即使发现了反集群,我们也不可能真的去那里近距离观察 。因为一旦我们到了那里,我们就会和他们一起被歼灭...

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