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宇宙从无到有,有正物质和反物质,但是为什么正物质比反物质多呢

2020-09-15 16:03阅读(71)

宇宙从无到有,有正物质和反物质,但是为什么正物质比反物质多呢?:在我们现在生活的宇宙中,有无数的恒星,星系,星系群,就单说我们地球上的生命和物质形式也

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在我们现在生活的宇宙中,有无数的恒星,星系,星系群,就单说我们地球上的生命和物质形式也充满了多样性,还有你眼前现在能看到的所有东西!看到这些我们都会问自己一个问题:这些物质都是从哪里来的?

我们今天看到的宇宙是什么样的?

现在我们再回到宇宙,当我们观察宇宙时,天空中的每一个光点,无论是行星、恒星、星系、星系团还是其他更大的天体,它们的出现和演化都包含了整个宇宙的历史。

在更大的尺度上,宇宙中有一个由星系组成的巨大丝状结构,每个像素代表了一个星系的位置。

现在我们知道宇宙中充满了暗物质和暗能量,当我们考虑整个宇宙结构时,上图就是我们今天所看到的样子。假如抛弃暗物质和暗能量,让我们修改自己的引力理论,也无法重现宇宙今天的结构。模拟和观测之间的匹配,巨大的星系团、细丝和空洞的宇宙网充满了整个现代宇宙。这些结构是怎样来的?

宇宙演化了数十亿年的时间、不可抗拒的引力作用,以及不断膨胀的宇宙中物质结构失控的增长,才使宇宙出现了我们现在看到的样子。

宇宙中的普通物质(质子、中子和电子)产生了我们用望远镜捕捉到的可见光。我们所看到的恒星和星系都是由普通物质构成的。然而,普通物质的存在本身就是一个谜。因为物理定律不允许我们在不创造或毁灭等量反物质的情况下创造或毁灭物质!也就是说,物质和反物质总是共生、共灭的!

反物质和物质等量的共生、共灭在实验和观测上是正确的。但是事实并非如此。因为我们的宇宙好像更加偏爱物质,物质最初也比反物质多出了那么一点,如果反物质的数量与我们现在在宇宙中所拥有的物质数量相等,那么宇宙中的物质将会变得异常稀少,以至于每立方千米只有一个亚原子粒子。密度将不到今天宇宙密度的十亿分之一。

我们能否在理论假设的基础下创造出更多的物质

让我们回到宇宙的早期阶段,那时的宇宙充满了炽热、稠密的等离子体,并且包含了等量的物质和反物质,看一下在物理定律下我们能否创造出今天看到的宇宙。

在宇宙早期炽热、稠密、完全电离的等离子体的背景下,等量的粒子和反粒子来回运动,相互碰撞、湮灭,而其他粒子,如光子则会相互作用,产生等量的物质和反物质。

如果宇宙的大小和温度一直是恒定的,那么其中的所有粒子和反粒子数量也是稳定的,那么就不可能产生比反物质更多的物质,也不会产生比物质更多的反物质。但是在我们的宇宙中,真实情况并不是这样的。

宇宙一直在膨胀和冷却,这意味着,当温度降到某个值以下时,宇宙创造正反物质的速度明显会低于其湮灭的速度!为什么?因为E = mc^2,宇宙的能量已经不足以创造正反物质粒子!而已经存在的正反粒子会继续湮灭。

但是随着宇宙的膨胀,正反物质的湮灭速度也在下降,正反物质粒子找到彼此变得越来越困难。因为宇宙在膨胀,密度在下降,当达了一个点时(一定的密度),正反物质再也找不到彼此,湮灭就会停止!剩下的残余物质将会被“冻结”。我们称其为宇宙失去热平衡状态!

剩下被“冻结”的正反物质将使宇宙脱离正反物质平衡。举个例子,在某个时刻,我们会得到一个包含大量介子和反介子的宇宙。跟大多数粒子一样,这些粒子并不稳定,而且会衰变。对于大多数粒子/反粒子来说,比如介子/反介子,正介子衰变为反粒子,反介子衰变为正粒子,那么整个宇宙的正反物质还是平衡的。

但是可能存在有些粒子(目前我们还没有发现)与自己的反粒子有着本质上的不同,而这种差异会在宇宙中产生比反物质更多的物质!

让我们假设宇宙中充满了一种新的不稳定粒子,带正电荷的Q+,和它的反粒子带负电荷的Q-。由于某些守恒定律,它们必须有相同的质量,相反的电荷,以及相同的总寿命。

假设Q+可以衰变为质子和中微子,也可以衰变为反中子和正电子。这意味着必须允许Q-衰变为反质子和反中微子,或中子和电子。

关于这种衰变有三件重要的事情:

  • 允许违反重子数的守恒。(即质子数+中子数之和。)

  • 这种衰变在标准模型中是允许的,只要重子数减去轻子数是守恒的
  • 如果计算正确的话,可以产生比反物质更多的物质。

除了失去热平衡,我们还需要这些粒子具有另外一种性质。

如果Q+变成质子和中微子的百分比和Q-变成反质子和反中微子的百分比是一样的,这样也不行,它们的衰变物还是会湮灭。质子和反质子的数量是相等的,宇宙就不会产生比反物质更多的物质。

反中子/正电子和中子/电子也一样。另一种可能性是Q+粒子会倾向于一种类型的衰变,而Q-粒子会倾向于另一种类型的衰变!

如果发生这种情况,那么Q+会比Q-产生更多的质子和中微子,而Q-会比Q+产生更多的中子和电子,而Q+会产生更多的反质子和反中微子。

如果我们只看衰变产生的质子/中子/反质子/反中子,我们会得到什么?一个物质比反物质多的宇宙!

总结:要让物质多于反物质,宇宙必须满足哪些条件

事实上,只要宇宙符合下面三个著名的标准:

  • 失去热平衡条件,

  • 存在违反重子数的相互作用
  • 存在C 对称破缺和CP对称破缺(衰减的差异)

就会产生我们现在看到的充满物质的宇宙。目前我们还没有在实验中发现违反重子数守恒的粒子,而且也缺少强CP破坏的粒子来满足以上的假设!因此我们认为宇宙中还存在一些我们没有发现的粒子,因为以我们现在的标准模型是无法解释物质比反物质多这个世纪难题!而以上的假设就是宇宙中为什么有物质存在而不是空无一物的原因。

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看了很多评论,无不是站在错误的理论上进行牵强的附会。对于宇宙而言,根本就没有始终,迹无大爆炸的创世过程,所以根据这样的理论去探索宇宙空间中的\"物质\"又怎么可能获得正解了?其实在宇宙中组成物质与反物质的基本粒子是完全相同的,它们的组成都是由最基本的质量原体即基本粒子组成的。唯一不同的是物质是基本粒子稳定性的常态组合,而反物质则是基本粒子非稳定性的组合,而在整个宇宙中也只有组成物质与组成反物质的质量才是守恒的。并且我们的宇宙也是通过局部的爆炸、膨胀、坍塌、压缩、再爆炸的循环而带动整体永恒不变的过程。由于反物质是基本粒子非稳定态的组合,所以在基本粒子形成反物质的过程中就需要有强大的能耗。因此反物质的形成只能发生在宇宙局部循环爆炸的初始阶段,并且随后这些少量的反物质又会与物质发生反应,使反物质的组合链完全遭到破坏,从而使这些组成反物质的基本粒子再次进行重新组合而形成物质。因此,宇宙中的反物质是不可能存在于自然环境中的,它的踪迹只能够在宇宙局部爆炸初期的很短的时间内去寻找。所以人类要想在自然界中去寻找反物质哪完全是枉费心机。

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这个问题非常复杂了,三言两语不容易阐述清楚了:

这张孩提时吹泡泡图模糊用来表征宇宙全景:一个泡泡表征类似人类居住的视界宇宙,所有泡泡漂浮在宇宙大空洞中。

空+色≡如来

这个恒等式叫如来恒等式,与泡泡图异曲同工:

1. 一个泡泡表征一个真空团,真空(色)由光子填充。

光子田正负电荷和正反虚子组成,带1份+h能量。

2. 空洞(空)由纯引力子填充,光子去掉一对电荷后剩下的壳就是引力子,引力子带1份-h能量。

3. 如来就是由泡泡和空洞组成的总宇宙。如来者,无所从来,亦无所去,如来如来本来就在那儿,不生不灭。如来恒等式解决宇宙起源的第一因难题。

下面从宇宙全景假设入手,看看真空中有什么东西?

引力子+光子≡中微子

这是中微子产生式,中微子不带能量,上图表征中微子的精细结构:正负电荷绕两个引力子形成自耦合。

真空中任意一个点对应一个中微子,中微子不是基本粒子,是一个复合粒子,中微子没有反中微子。

好了有这些铺垫,就可以回答本题了:

1. 中微子中锁闭有一个看不见的静光子,这个静光子叫暗能量。

2. 中微子在空洞(宇宙冷极-273.15℃)里就会凝结成中微子玻色-爱因斯坦冷凝态,叫中微子冰,中微子冰就是暗物质。

暗能量也可以按爱因斯坦质能关系式转换为暗物质的质量并产生万有引力。

3. 中微子冰经过一个聚集过程当质量超过霍金质量时就形成黑洞。这个黑洞是先天一代黑洞,爱因斯坦引力塌陷黑洞是后天次代黑洞。

4. 当黑洞吞噬外周星体时也吸收外周星体的角动量,吸收的角动量就可以使黑洞自转加速,当自转线速度达到光速时,就可以创生正反物质:

光子→正中子+反中子

这就是大家熟悉的太极?生两仪过程,将能量锁闭在质量中。

以上把暗能量、暗物质和反物质关系就解析清楚了。

下面再进一步解释一下反物质在哪里?

这是中国古太极文明中两张无字天书(河图和洛书)中的一张,叫河图。中央5和10表征银河系中央黑洞(宇宙创生核),两条性质相反的旋臂表征太极生两仪过程中创生的正反物质在银核周围空间的分布示意。

回到本题:宇宙中正反物质是对等的,分别分布在不同旋臂之中而已。

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这个问题本身就是个物理难题哟,是个挺好的问题。138亿年前,宇宙诞生的早期空间是高密度的能量,正反物质成对的产生又相互碰撞而湮灭。类似于量子涨落现象。宇宙中的正物质和反物质是等量的,产生而又湮灭。理论上宇宙就应该变得空荡荡了,只剩下正反物质湮灭后的虚无空间。



不过如今的宇宙却那么多物质,原因是宇宙早期有10亿分之1的正物质“战胜”了反物质“存活”了下来。存活下来的这些物质行程了我们整个宇宙,而反物质就消失了。


正物质是如何活下来的,就是当今一大物理难题,涉及到物理法则的本质。


一般认为宇宙早期发生了某种对称性的自发破缺,是正物质战胜反物质的原因。


一种可能是认为某种反粒子在特定机制下会变成正粒子可能性。正物质和反物质的特点是所带电荷是相反的。比如电子的反粒子就是正电子(带正电的电子,电子则带负电),带正电的质子的反物质例子就是带负电的反质子。但某些粒子是不带电的,比如中微子。这类例子有可能发生正反例子自发相反的可能性。


对称性破缺的一个例子。正反粒子数量不对等就是一种对称性破缺现象。


中微子不带电,其正反的特性是一个自旋为左,一个自旋为右。但因为中微子带有微小的质量,因此中微子会以略微低于光速的速度飞行。既然中微子速度可以低于光速,那么就代表别的有质量例子也有可能在速度上超过中微子。


中微子探测器

在一个速度超过反中微子的粒子“看起来”,反中微子就便成为了正中微子。某种非常重的中微子因为发生了自发转换而导致物质逐渐多于反物质。


当然这还只是一种理论。相信未来我们会找到最正确的答案。但可以肯定的是,一定是某种特殊的物理机制,导致了物质的留存,才有了今天的你我。

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宇宙的原意就是“时空”(时间与空间)。有无物质,时空都是绝对无限的客观存在。物质起源于能量,站在物质角度说,物质为“有”,而能量则为“无”,物质是“从无到有”,而不是宇宙“从无到有”。這一点必须清楚,决不能理解为“宇宙从无到有”,此为”宇宙起源”之说,宇宙没有起源。至于,正物质与反物质的多少问题,不必看重,不好解释!

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所谓正反,是对方指责对方,我们说敌人是敌人,敌人说我们是敌人,你与我相反,你反对我,你就是反物质,而你却说我反对你我就是反物质,我们现在就是反物质不行吗?而且也多出来了,因为世间无绝对平衡,两种物质不绝对一样多,正负抵消了剩下来的。我们的宇宙现在全部都是反物质了。但为了习惯又调回来说而以。不信你去问对方。处,这样的事都要问,怪事。

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不知道这个多是以什么标准衡量的!

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恕本民科直言,

物理大咖们的思路完全错了!

是产生物质?

还是产生反物质?

完全取决于宇宙岛的自旋方向,

比如

从普朗克巡天图上可以看出,

我们的总星系--宇宙岛涡旋正在以顺时针方向旋转,

所以总星系几乎不产生反物质,

是个物质宇宙岛,

反之,

如果有其它的宇宙岛以逆时针方向旋转,

则必定是个反物质的宇宙岛!

假如未来的某一天,

人类有幸能够高度进化到,

能够在宇宙岛之间进行星际旅行的地步,

那么,首先就必须判定,

去的宇宙岛是否是反物质宇宙岛?

否则,

尸骨不剩!

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或许你的问题就是错的。

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若是以可观测到的结果来说暗物质确实很少,但实际上是宇宙总质量超过90%是暗物质。