反物质之谜

要想弄明白宇宙中有没有反物质，首先要弄明白什么是反物质。

反物质是和物质相对立的一个概念。众所周知，世界是由物质构成的，而物质又是由原子构成的，原子的中心是原子核，原子核由质子和中子组成，有个电子围绕原子核旋转。原子核里的质子带正电核，电子带负电核，它们携带的电量相等，不过一正一负，是相反的。从它们的质量角度看，质子是电子的1840倍，形成了强烈的不对称性。因此，20世纪初有一些科学家就提出疑问，二者相差这么悬殊，会不会存在另外一种粒子，它们的电量相等而符号相反，如：一个同质子质量相等的粒子，可带的是负电荷，另一个同电子质量相等的电子，可带的是正电荷？这就是反物质概念的最初观点。

1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上提出了带正电荷电子的可能性。这种粒子，除电荷同电子相反外，其他都一样。1932年，美国物理学家安德逊经过实验，把狄拉克的预言变成了现实。他把一束γ射线变成了一对粒子，其中一个就是电子，而另一个同电子质量相同的粒子，带的就是正电荷。1955年，美国物理学家西格雷等人在高能质子同步加速器中，用人工方法获得了反质子，即质量同质子相等，却带负电荷。1978年8月，欧洲一些物理学家又成功地分离并储存了300个反质子达85个小时。1979年，美国新墨西哥州立大学的科学家把一个有60层楼高的巨大氦气球放到离地面35公里的高空，飞行了8个小时，捕获了28个反质子。从此，人们知道了每种粒子都有相应的反粒子。

人们从反粒子自然联想到反原子的存在。一个质子和一个带负电的电子结合，便形成了氢原子。那么，一个反质子和一个正电子结合，不就形成了一个反氢原子了吗？类推下去，岂不会形成反氢分子、反元素、反分子吗？由此便构成了一个反物质世界。有人认为，宇宙是由等量的物质和反物质构成的。

从理论上看，宇宙中应该存在一个反物质世界。可事实上并不这么简单。经研究发现，粒子和反粒子一旦相遇，它们就会同归于尽，从而转化成高能量的光子辐射。可这种光子辐射人们至今还没有发现，在我们地球上很难找到反物质，因为它一旦遇到无处不在的普通物质就会湮灭。

那么，宇宙中存在着反物质吗？存在着一个反物质世界吗？按照对称宇宙学的观点，是存在的。这一学派认为，我们所看到的全部河外星系（包括银河系在内），原不过是个庞大而又稀薄的气体云，由等离子体构成。等离子体既包含粒子又包含反粒子。当气体云在万有引力下开始收缩时，粒子和反粒子接触的机会就多了起来，便产生了湮灭效应，同时放射出巨大能量，收缩的气体云又开始膨胀。这就是说，等离子体云的膨胀，是由正反粒子的湮灭引起的。

按照这种说法推论，在宇宙的某个部位，一定存在着反物质世界。如果反物质世界真的存在的话，那么，它只有不与物质会合才能存在。可物质和反物质怎样才能不会合呢？怎样才能判断出宇宙中哪些天体是正物质，哪些是反物质？为什么宇宙中的反物质会这么少？这些都是留给人们的待解的谜团。