每日最新頭條.有趣資訊

為什麼反粒子的發現,會轟動了當時的科學界

反物質世界的太空觀念

反物質的發現,最早可追溯到70年以前,美國物理學家安德遜首次在實驗室中發現了正電子。

這一反粒子的發現,轟動了當時的科學界。隨後,反物質家族中的其他成員如反質子、反中子也相繼被發現。從那以後,尋找反物質的科學研究就一直沒有停止過。

大家知道,質子和中子組成了原子核,加上核外電子就構成了原子,原子構成分子,再由分子組成形形色色的物質世界。那麼,能否由反中子、反質子和正電子組成反原子,再由反原子構成反分子,從而進一步構成同樣複雜的反物質世界呢?

諾貝爾獎的獲得者、英國物理學家保羅·拉迪克認為,每種基本粒子都可能具有對應的鏡像體,而反粒子也具有相反的電荷和磁極。由此可知,反物質世界可能同我們的物質世界一樣,是一個形形色色的大千世界。但這又是兩個水火不相容的世界,物質與反物質相遇時將發生爆炸而湮滅,化為巨大的能量。

那麼,反物質世界存在於何處呢?

經過幾十年的探索,反物質的蹤跡始終難覓,科學家們也只是在實驗室中觀察到稍縱即逝的反粒子,並沒有發現反原子或反分子等更大的物質。

在尋找反物質的過程中,是不是我們的方法或觀念還存在偏差呢?我認為問題可能就在這兒。我們應該對自己的太空觀念做一下調整,因為我們的太空觀念是在物質的三維太空裡形成的。

太空是有其物質屬性的,換句話說,太空是物質的一種存在形式。而與物質水火不相容的反物質,其存在的太空形式必然與我們熟悉的物質世界截然相反。

在物質世界裡,我們所感知到的「大」或「小」的太空概念,是由存在於太空的矢量的性質相互決定的。如原子比電子大、分子比原子大、地球比月球大等等,這在我們的感官中是自然而然的。而在反物質世界裡,其太空矢方向與物質世界相反,因此那裡太空概念也應該是相反的。我們應該用新的太空概念來尋找和觀察反物質世界。

反物質世界的太空矢方向反向彎曲,便給出了相反的太空定義:反物質的品質越大,則體積越小。也就是說,由反中子、反質子和正電子組成反原子,由反原子組成反分子,再由反分子組成反物質團塊,會一步步循入更小的太空之中。

這可用數學中的坐標來說明:

在第一象限內的任意一點,其絕對值(品質)愈大,則值(體積)愈大;而在第三象限內的任意一點,其絕對值(品質)愈大,則值(體積)愈小。在這裡,一、三象限分別代表物質區域和反物質區域,而坐標點,則可看做是物質與反物質之間的「太空閥」,是它們不可逾越的「閥門」。

必須指出的是,以上敘述中使用的「大」或「小」的概念,只是表達上的方便,我們不可用慣常的太空觀念來理解它。反物質並非是隨品質的增大而一步步縮至無窮小,它只是進入了另一個多維太空,一個完全不同於我們物質世界的太空。在這個太空的命名上,我們可暫將其稱為「反物質太空」或「反三維太空」。

在這個太空中,反物質同樣會組成千姿百態的大千世界,甚至與我們的物質世界毫釐不差。它與我們的物質世界並存於平行的宇宙之中。

這樣,我們就可以認為反物質就在我們周圍,和物質一樣無處不在,但其存在的太空卻是我們無法涉足的區域。

建立反物質世界的太空觀念,對完善物質與反物質之間對立統一的觀點大有幫助,同時也為合理解釋物理理論中諸多「說不清的問題」提供了可能性。

首先,宇宙大爆炸學說認為,宇宙在大爆炸前是一個很小的點。

關於這個「點」,著名物理學家霍金形象地稱其為「小如一粒豌豆」。對此,僅用物質的太空觀念是很難理解的:巨大品質都到哪裡去了?而結合反物質的太空觀念則可解釋:在足夠大的宇宙收縮力的作用下,正、反物質太空相互包容,聚於一個點,大爆炸前的這個點是沒有時空的。但這只是極短的一瞬間,而後正反物質相互湮滅而化為巨大的能量,這就是宇宙大爆炸的動力。此後隨著冷卻,能量還原為物質與反物質,並形成各自的存在太空。

很早以前,人們就曾意識到,除了我們生活的太空以外,可能還有另外的多維太空或平行太空,但對它們的本質或存在形式卻一無所知。反物質太空觀念的形成,使多維太空問題初露端倪。首先在我們直觀上,反物質是隨品質的增大而體積縮小的;但從另一個科學的角度去看,反物質並不是隨品質的增大而無限縮小,而是進入了另一個無限的太空,也就是「小至極則大」。這也符合中國古代「重陰必陽,重陽必陰」的哲學思想。

天文學研究表明,宇宙中有90%以上的物質是我們無法觀測到的,科學家稱它們為「暗物質」。暗物質到底是什麼?它們到底在哪兒?這也是當前科學界的未解之謎。反物質太空觀念的建立,對於理解和尋找暗物質,將是一個有益的啟示。從物質不同的存在方式、不同的太空形態方面去探索,是找尋暗物質的有效途徑。從某種意義上講,反物質也可歸於暗物質的範疇之內。

對於頻繁出現的不明飛行物,

可以這樣認為:反物質世界的智慧生物掌握了穿越「太空閥」的技術,它們能自由地往來於正、反物質太空之間,而且無論到物質世界的任何一個地方,都具有「瞬時性」。這就能說明某些飛行物的瞬間消失現象。但是,來自反物質世界的飛行物一旦失事,其正反物質隔離機制就會遭到破壞,將發生巨大的爆炸現象。諸如神秘的通古斯大爆炸,許多科學家認為其爆炸原因就是反物質。

反物質這一神秘事物越來越受到人們的關注和研究,建立正確的反物質世界的太空觀念是打開這一科學寶庫的鑰匙。必須指出的是,廣義的物質應該包括物質與反物質,它們只是物質的不同存在形式。反物質有其自身的客觀規律,絕非江湖術士所詭稱的是什麼「神靈」存在的世界。在對反物質的研究過程中,是否堅持唯物主義,是科學與偽科學的分水嶺。隨著科學的不斷發展,將會解開無數的自然之謎,反物質終究會被我們掌握和利用,使之造福於人類。

?

TAG: |

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團