宇宙是不对称的

2017-07-14 02:36张龙元张莉鑫
科学中国人 2017年21期
关键词:反物质中子镜像

张龙元,张莉鑫

宇宙是不对称的

张龙元,张莉鑫

与正物质粒子相对应的“一切可以相反的性质都相反”的粒子称反粒子。由反粒子构成的物质称反物质。每一种基本粒子都具有18种存在形式。符合“一切可以相反的性质都相反”的粒子只有一对。所占的比例为1/9。即真正属于互为反物质、相遇可产生“湮灭”现象的只有1/9。宇宙是不对称的。

反粒子;反物质;湮灭现象;正物质;反物质;互为反物质

1、正物质宇宙中存在游离的反物质

英国科学家保罗.狄拉克在20世纪30年代(1928年)预言每一种基本粒子都应有一个与之对应的反粒子。

1933年狄垃克成功建立了“每种基本粒子均存在对应的反基本粒子”理论而获得了诺贝尔物理学奖。

人类在正物质宇宙中发现了反物质的存在,科学家们在实验中制造出了反物质。

1932年英国物理科学家卡尔.安德森(逊)在实验中证实了正电了的存在。

1955年英国物理学家西格雷等人猎取了反质子。1957年人们又发现了自旋方向相反的中子——反中子。

五十年代人们开始认识到任何粒子在自然界中都存在与之对应的反粒子。

1979年美国科学家在35公里的高空猎取了28个反质子。

2011年5月初中国科技大学科学家与美国科学家合作发现最重物质粒子——反氦。

2011年6月5日欧洲核子研究中心科研人员宣布已成功抓取反氢原子(存在时间超过16分钟)。

随后组成物质的12种基本粒子的全部反粒子都已被科学家在加速器中找到。与其说是找到不如说是制造。

在发现反粒子的过程中,1930年中国科学家张忠尧还发现正、反物质相遇时会产生湮灭现象,并发生爆炸,释放巨大能量。释放的能量远高于氢弹爆炸时释放的能量。是原子弹爆炸时释放能量的30万倍。同时释放光子——伽玛射线。这是人类发现的爆炸能力最强、释放能量最多、升温最高的爆炸方式。

反粒子、反物质有的是在外力作用下产生,继而发现的。但存在时间很短。因为我们所处的宇宙是正物质宇宙。反粒子、反物质遇到正物质很快发生作用而“湮灭”。

2、宇宙是不对称的

狄拉克认为:宇宙中每种基本粒子均存在对应的反基本粒子,且各占一半。或者说一半正物质,一半反物质构成了整个宇宙。宇宙是对称的。

人们利用现代天文观测估计,银河系中,反物质的含量只有万分之一。在更大结构--星系团中反物质的含量不会超过百万分之一。且只存在游离的反物质粒子。人们搜集到的所有有关于反粒子的证据,都不支持狄拉克“宇宙是对称的”的预言。所有事实都证明宇宙不是对称的。宇宙是不对称的。

科学实验观测和天文观测都证明创生宇宙中确实存在反物质粒子。但迄今为止只发现游离的反物质粒子。从未发现反物质的集合体--粒子云、粒子星。也许在创生宇宙(正物质宇宙)中不会存在反物质的星体。因为人们在制造、发现反粒子过程中同时发现了一条自然规律:反物质粒子与正物质粒子相遇会发生剧烈的相互作用。产生“湮灭”现象,产生大爆炸,释放巨大能量。所放出的能量高于其它一切反应、一切爆炸方式。是核爆炸所释放能量的几十万倍。是目前发现的爆炸能力最强的爆炸方式。

宇宙是不对称。反物质粒子在创生宇宙中的含量可以说是微乎其微的。且不存在反物质粒子云和反物质星球体。在创生宇宙之外是否存在反物质的粒子云和反物质星球体。以及由反物质粒子云和反物质星球体构成的反宇宙呢?若创生宇宙之外存在反物质宇宙。反物质宇宙在整个宇宙中所占的比例又是多少呢?

3、反物质粒子与正物质粒子之比为1:9

什么叫反粒子?人们一致认为:与正物质粒子相对应的“一切可以相反的性质都相反”的粒子称反粒子。确切地说是反基本粒子。正基本粒子与反基本粒子应具有同样多的种类和同样多的数量。正基本粒子能构成我们熟知的正物质宇宙。反基本粒子也能构成我们未知的,也许是我们永远不可认知的反物质宇宙。只能通过设想、推理而构知。例如:正物质宇宙(创生宇宙)星系及星球体的(自转、公转)运动是自西向东——与构成星系及星球体的微观粒子的自旋方向一致。则反物质宇宙星系及星球体的(自转、公转)运动方向,可能是与构成反物质宇宙星系及星球体的反微观粒子的自旋方向一致——自东向西……。

每种基本粒子都有一个与之对应的反粒子。还有一种与之对应的中性粒子。与电子对应的有反电子、中性电子。三种电子级基本粒子,每种均有6种存在形式。有自旋方向相反的顺逆两种,有组成不同的两种。还有组成电子的次级粒子空间排列顺序(空间结构)相对和相反的两种。他们象六胞胎能和平共处。三种电子级基本粒子共有3×6=18种。根据反物质的定义:一切可以相反的性质都相反的粒子称反粒子。在18种同级基本粒子中只有两种(一对)“一切可以相反的性质都相反”。只有一对能称为互为反物质。只存在一对正、反粒子可能成为互为反物质粒子。中性粒子不存在“一切可以相反的性质都相反”的粒子。故中性粒子不存在“互为反物质”的粒子。同级基本粒子中可称得上互为反物质粒子的数量占总粒子数的1/9。只有互为反物质粒子相遇才能发生“湮灭”现象。

人们都认为与中子相对应的反中子是反粒子。中子不带电荷,不存在电荷相反的性质。中子与反中子的差别是自旋方向相反。中子与反中子不具有“一切可以相反的性质都相反”的性质。与互为反物质的定义不符。应不属于互为反物质,而是互为镜像的对影体。也可以说是同一种物质的同分异构体。二者相遇也不会发生湮灭现象。

实验测知:反中微子(vˉ)是中子的蜕变产物(n--→P+e+vˉ)。质子也可以转化为中子(P+e+vˉ--→n)。反中微子与质子、电子相遇不但未发生湮灭现象,且相互结合产生了新的物质——中子。证明反中微子不属于反物质。只有这样才能得到合理的解释。

4、互为反物质粒子并非互为镜像

许多人认为正物质粒子与反物质粒子互为镜像。从化学结构式角度分析。分子中(包括带电荷的离子)各原子组成、数量相同,电性也相同。原子的空间排列不同且相对的两个分子或离子互为对影体。称互为镜象。就像人的双手一样。每只手都长着相同的拇指、食指、中指、无名指和小指。五指的空间排列顺序相同且相对,形成对影体。人的双手互为镜像。理所当然人的双手不能称互为反物质。互为反物质粒子组成数量和质量相同,电性相反、结构相反——粒子的空间排列顺序相反,并非相对。所以互为反物质的两个粒子并非互为对影体,并非互为镜像。从目前人们给出的电子、反电子,质子、反质子等的结构示意图,也可看出各自组成的次级粒子数量相同,所带的电荷相反,空间结构也相反,并非相对。所以互为反物质粒子并非对影体,并非互为镜像。

正物质与目前定义下的反物质是不对称的。反物质仅占所有物质的1/9(2/18)。正物质占1/2(9/18)。还有7/18属于正物质的对影体粒子。狄拉克认为宇宙是对称的。应该指的是正物质与反物质加正物质的对影体物质是等量的、对称的。

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