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词条 反物质宇宙模型
释义

1928年,英国物理学家狄拉克预言电子的反物质—正电子的存在。到了1932年,美国物理学家安德生在宇宙线中发现了它,提供了反物质存在的一个证据。由此,使宇宙起源于“原始火球”(亦称“原始原子”)的学说遇到了困难。因为物质与反物质相遇时,就会湮灭,即转化为其他形式的物质,如一个电子和正电子相遇时就转化为两个光子。瑞典物理学家克莱因由此提出了一种对称宇宙模型,即正、反物质宇宙模型。他认为,大爆炸宇宙学要求正反物质存在微小的不对称是与粒子物理学正、反粒子对称性相矛盾的,从而假定在宇宙最初阶段正、反物质是完全等量的。他假定宇宙初期是由一团稀薄的双等离子体气云所组成,其中包含有等量的正、反粒子。由于引力作用该稀薄气云会收缩而密度会增高,正、反物质碰撞机会不断增多,频繁的湮灭反应产生电磁辐射。当其密度高到一定程度时,湮灭过程所产生的辐射压将超过引力作用,使收缩停止而转化为膨胀,于是形成我我们今天的膨胀宇宙。

按照这种宇宙模型推测,在宇宙中可能存在着巨大的正物质区域和反物质区域。在解释正、反物质何时分开,又怎样分开的问题上,克莱因假设宇宙初始存在磁场,由于引力和电磁力作用,正、反物质将分开并各聚集为以正物质为主和以反物质为主的团块,其间由薄层的“混合”物质隔开,即在正、反物质交界处,由于正、反物质湮灭所产生的巨大辐射压可保持正、反物质的区域分开、我们今天正好生活在以正物质为主的宇宙区域中。可能在这个正物质宇宙之外,还存在另外的反物质宇宙。有些宇宙学家指出,最初宇宙中的正、反物质为什么不会湮灭呢?他们后来究竟怎样分开的?正反物质模型对这些问题的回答都很勉强。从原始宇宙线中既未找到按此模型应当存在的反物质粒子,也尚未从观测上发现正、反物质区之间由正、反粒子湮灭产生的大量γ射线光子。此外,这一理论对宇宙微波背景辐射也难以做出解释。尽管近年来科学界获得了一些支持反物质存在的间接证据,正、反物质宇宙模型还只是一个影响不大的科学假说,尚待检验

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更新时间:2024/12/23 9:35:16