反物質和暗物質和我們常見的物質有什麼不同？

2023-03-31 13:13:24

我們經常聽到反物質、暗物質和暗能量等詞，它們實際上是物理學中的概念。它們之間有什麼區別，它們和我們世界中的一般物質之間有什麼關係？

今天，讓我們來談談這個問題。

大爆炸

如果要追溯這件事，它實際上需要追溯到宇宙的起源。根據目前的主流科學理論，我們知道宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸中。

然而，很少有人知道，正是因為大量的粒子物理學家參與了宇宙學的研究，這一理論才得以創立，並在過去的100年中逐漸成熟。應該注意的是，粒子物理學家都在研究微觀世界的物理現象，這是我們今天所知的最小尺度，而宇宙是最大尺度。顯然，這兩者是一大一小，應該是完全不同的，但事實上它們是一回事。

具體來說，大爆炸後，宇宙在很短的時間內開始膨脹，空。此時的溫度極高，並且隨著空之間的膨脹而逐漸降低。

最早的宇宙處於純能量狀態。宇宙空充滿了高能光子。這些光子會相互碰撞。只要能量足夠大，碰撞就足以產生一對正負粒子，如正負質子、正負電子等。這些粒子實際上是在不同的溫度環境中產生的。我們也稱這個溫度為臨界溫度。

如上所述，光子的碰撞產生一對正負粒子，然後相互碰撞並湮滅。例如，一對正電子和正電子的湮滅將完全轉化為光子。

科學家發現，在宇宙的早期，每十億對正負物質粒子碰撞並湮滅，留下一個正物質粒子。例如，每10億對反質子碰撞並湮滅，留下一個質子，每10億對正電子碰撞並湮滅，留下一個電子。

當今世界的可見物質是積極的物質，也就是說，今天是由那個時代的「倖存者」組成的。反物質實際上是消滅正物質的物質。

反物質和暗物質有什麼關係？

暗物質

自從宇宙誕生以來，它一直處於膨脹狀態。大爆炸後大約2億年，恆星出現了，然後星系逐漸出現，然後是現在宇宙中的各種天體。我們知道，由於萬有引力定律，天堂繞著另一個天體運行。這是牛頓提出的。重力與天體之間距離的平方成反比，與質量成正比。

以地球為例。根據牛頓的理論，地球應該有一個初始速度，然後圍繞太陽旋轉。根據理論，如果地球的速度更快，地球的軌道將會進一步擴大。這應該如何理解？

我們都看了鏈球比賽。球員們會把錘子舉起來，最後扔出去。當一個運動員把錘子扔得更快時，他需要更多的力量去抓住它，否則他會把它扔出去。

這也是為什麼太陽擁有地球，而太陽依靠萬有引力。

然而，天文學家發現，在許多大星系中，通過理論計算，遠離星系質心的恆星沒有重力距離，並減慢它們的運動。在擲鏈球的情況下，也就是說，運動員已經延長了鏈條並且擲得很快，但是仍然使用如此大的力量，這實際上與理論非常不一致。事實上，運動員必須提供額外的拉力來支撐。星系也需要提供額外的重力來容納這些恆星。

換句話說，科學家發現理論和測量之間有很大的區別。那麼誰提供了額外的重力呢？

科學家提出了暗物質的概念。我們應該如何理解它？

在我們的宇宙中，我們現在知道共有四種基本力，即強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用和引力相互作用。其中，強相互作用和弱相互作用是在核水平上。因此，在我們的日常生活中，我們接觸的動作不是重力就是電磁力。

彈力、支撐力和摩擦力的本質實際上是電磁力，甚至包括對天體的觀察。事實上，只有當光子進入眼睛或觀察儀器時，我們才能看到與眼睛或觀察儀器的電磁相互作用。因此，如果物質不參與電磁相互作用，我們就看不見它。

科學家認為暗物質屬於不參與電磁相互作用但參與重力相互作用的物質。因此，它實際上存在於星系內部，並提供重力。然而，由於我們不能觀察到它，上述的誤差只有在沒有考慮到它所提供的重力時才會出現。

因此，暗物質和反物質實際上是兩種完全不同的東西，反物質和正物質會湮滅，而暗物質粒子可以直接穿過正物質，因為它們不參與電磁相互作用。

根據科學家的計算，科學家發現宇宙中暗物質的總量是可見物質的6倍。正是它們的存在阻止了星系的分裂，所以它們也可以被認為是星系的粘合劑。

這意味著我們實際上被暗物質包圍著。暗物質粒子一直穿過我們的身體。我們不知道，如果所有這些暗物質粒子都被直接對應於我們的反物質所取代，整個宇宙將會處於湮滅爆炸之中。

摘要

暗物質和反物質實際上是兩種完全不同的物質。反物質將與其相應的正物質一起湮滅，並被轉換成電磁波。暗物質提供重力，但不參與電磁相互作用。它不會消滅物質。