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大一統(tǒng)時(shí)空揭秘--正負(fù)物質(zhì)是對(duì)稱的,但正反物質(zhì)卻是不對(duì)稱的

 翰林錢府 2020-02-16

大一統(tǒng)時(shí)空揭秘--正負(fù)物質(zhì)是對(duì)稱的,但正反物質(zhì)卻是不對(duì)稱的

在宇宙的那邊

物質(zhì)和它的對(duì)面負(fù)物質(zhì)相遇時(shí)(物質(zhì)與負(fù)面加中介面為反物質(zhì)的劃分,為一分為二的矛盾劃分),會(huì)發(fā)生完全的物質(zhì)-能量轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生光子,以此來(lái)釋放能量,此過(guò)程即為湮滅,從而形成中性物質(zhì)隔離帶。

按照愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式E=mc2來(lái)計(jì)算一下,每公斤燃料釋放的能量,氫氧化學(xué)反應(yīng)可以產(chǎn)生1×10^7焦耳的能量,核裂變產(chǎn)生8×10^13焦耳,核聚變產(chǎn)生3×10^14焦耳,而正負(fù)物質(zhì)的湮滅能產(chǎn)生9×10^16焦耳,就目前所知的所有物理反應(yīng)而言,這是效率最高的燃料。

這個(gè)時(shí)候就會(huì)有人問(wèn):“負(fù)物質(zhì)存在嗎?”

2000年9月18日,歐洲核子研究中心宣布他們已經(jīng)成功制造出約5萬(wàn)個(gè)低能狀態(tài)的負(fù)氫原子,這是人類首次在實(shí)驗(yàn)室條件下制造出大批量的負(fù)物質(zhì)。

咋一聽(tīng)5萬(wàn)似乎還挺多,但1mol就有6.02214076×1023個(gè)原子!

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)要對(duì)撞1千年才能夠?qū)ψ渤鲆晃⒖素?fù)物質(zhì)。許多科學(xué)家表示,只要能發(fā)現(xiàn)宇宙中性物質(zhì)墻以及負(fù)物質(zhì)等反物質(zhì)的存在,那么這將是當(dāng)之無(wú)愧的諾貝爾獎(jiǎng)。

大一統(tǒng)時(shí)空理論認(rèn)為,世界上的一切,包括宇宙本身都是對(duì)立統(tǒng)一的。有組成可見(jiàn)世界的物質(zhì),就有與之相對(duì)立的負(fù)物質(zhì)存在,以及正負(fù)物質(zhì)相混沌的中性物質(zhì)帶的存在。

根據(jù)零守恒終極定律,宇宙誕生之初,調(diào)和出了同等數(shù)量的4種輕子和4種重子,組合出了正物質(zhì)元素:負(fù)電子為陽(yáng),中子、質(zhì)子縮并成原子核為陰;負(fù)物質(zhì)元素:正電子為陽(yáng),反中子、反質(zhì)子縮并成原子核為陰;中性物質(zhì)元素:中微子為陽(yáng),中子、反中子縮并成原子核為陰。

生活在以正物質(zhì)為主、負(fù)物質(zhì)為次要世界的人,為了簡(jiǎn)便起見(jiàn),會(huì)把負(fù)物質(zhì)和中性物質(zhì)縮并為反物質(zhì),發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)只能在宇宙射線和質(zhì)子加速器中才能找到。那么那些反物質(zhì)都到哪里去了呢?

而生活在以負(fù)物質(zhì)為主、正物質(zhì)為次要世界的智慧動(dòng)物,同樣會(huì)把正物質(zhì)和中性物質(zhì)縮并為“反物質(zhì)”,也發(fā)現(xiàn)“反物質(zhì)”只能在宇宙射線和反質(zhì)子加速器中才能找到。那么在他們看來(lái),那些“反物質(zhì)”都到哪里去了呢?

為了解釋反物質(zhì)稀缺之謎,生活在對(duì)立兩個(gè)世界的智慧動(dòng)物各自提出了相同的假說(shuō):負(fù)物質(zhì)躲在宇宙墻的那一邊。

當(dāng)一個(gè)粒子與它的反粒子相遇時(shí),就會(huì)發(fā)生湮沒(méi),在相互湮沒(méi)的過(guò)程中,正負(fù)電荷抵消了,不過(guò)并不是說(shuō)兩個(gè)粒子會(huì)同歸于盡,什么也不留下。

粒子和反粒子具有相同的質(zhì)量,這兩份質(zhì)量是不會(huì)因?yàn)殇螞](méi)而消失的,會(huì)以中介能量的形式繼續(xù)存在。

假如有負(fù)物質(zhì)“人”穿越宇宙墻要拜訪我們的地球,會(huì)發(fā)生什么事情呢?

他將穿越正物質(zhì)時(shí)空,幾乎不可避免地要遭遇到某個(gè)“負(fù)負(fù)物質(zhì)即正物質(zhì)”的熱烈擁抱。于是,這個(gè)負(fù)物質(zhì)“人”將改變自己的性質(zhì),很可能變成不帶電荷的粒子,或者成為一縷射線,這都是我們?nèi)祟惪梢杂^察到的形式??墒?,我們?cè)趺粗肋@些粒子或射線的前身是天外來(lái)客負(fù)物質(zhì)“人”呢?

根據(jù)上面的考慮,大一統(tǒng)理論認(rèn)為,負(fù)物質(zhì)形成的星系及隔離帶也都存在,只是對(duì)我們來(lái)說(shuō),實(shí)在是難以觀察。它們也許躲藏在遙遠(yuǎn)的宇宙墻那邊,偶爾派遣過(guò)來(lái)的“觀光團(tuán)”在路途中就遭遇了湮沒(méi)。這些物質(zhì)都是我們目前無(wú)法直接觀察到的,它們躲在宇宙那邊,組成了負(fù)物質(zhì)樂(lè)園。

1933年,那個(gè)預(yù)言了反粒子的狄拉克在諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上發(fā)表的演說(shuō)中稱,他相信存在一個(gè)“負(fù)物質(zhì)”構(gòu)成的宇宙。

之后,一些物理學(xué)家提出了“負(fù)物質(zhì)宇宙模型”,他們認(rèn)為原始宇宙由一半正物質(zhì)和一半負(fù)物質(zhì)構(gòu)成,隨著宇宙的膨脹,宇宙中的正、負(fù)物質(zhì)彼此分開(kāi)并各自聚集為以正物質(zhì)為主和以負(fù)物質(zhì)為主的團(tuán)塊,在正、負(fù)物質(zhì)交界處,由于正、負(fù)物質(zhì)湮沒(méi)而產(chǎn)生巨大輻射壓,從而把正物質(zhì)區(qū)域與負(fù)物質(zhì)區(qū)域分隔開(kāi)來(lái),形成了彼此對(duì)立的宇宙,兩個(gè)宇宙被“宇宙地平線”分隔開(kāi),因而不能相互觀測(cè)到。

像我們安心地生活在正物質(zhì)宇宙中一樣,也有人居住在負(fù)物質(zhì)宇宙中,他們由負(fù)物質(zhì)組成,如反質(zhì)子、反中子、正電子等等,他們周圍的世界,是由負(fù)物質(zhì)統(tǒng)治的,只有極少的正物質(zhì)存在。在他們看來(lái),我們的宇宙才是負(fù)的,而他們的是正的。

正負(fù)物質(zhì)是對(duì)稱的,但正反物質(zhì)卻是不對(duì)稱的。比如數(shù)是對(duì)立統(tǒng)一的,可以一分為三為正數(shù)、零和負(fù)數(shù)??赏ㄟ^(guò)三種縮并律整合為正反兩方面的矛盾統(tǒng)一:正數(shù)、非正數(shù);負(fù)數(shù)、非負(fù)數(shù);零、非零。三種情況下,正反兩方面都是不均衡的。

不難看出,如果一個(gè)世界完全由負(fù)物質(zhì)組成,那么在性質(zhì)上應(yīng)該和完全由正物質(zhì)組成的世界一樣,它們之間存在著三個(gè)基本的變換守恒:一是對(duì)粒子和立粒子互換的正負(fù)粒子變換,二是空間三個(gè)坐標(biāo)軸都反向的空間(鏡像)反射變換,三是時(shí)間反演變換(把時(shí)間顛倒)。

也就是說(shuō),如果我們把負(fù)電子為陽(yáng)形成的物質(zhì)世界完全替換為正電子為陽(yáng)形成的負(fù)物質(zhì)世界,在性質(zhì)上這個(gè)負(fù)物質(zhì)世界是完全等價(jià)的,我們看不出有什么差異。

但27種36態(tài)的對(duì)立統(tǒng)一的基本粒子或81種對(duì)立統(tǒng)一場(chǎng)子,通過(guò)三種縮并律:

大一統(tǒng)時(shí)空揭秘--正負(fù)物質(zhì)是對(duì)稱的,但正反物質(zhì)卻是不對(duì)稱的

疊加為12種正反矛盾粒子或20種正反矛盾場(chǎng)子后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)正反矛盾粒子變換也不都是守恒的。

比如在2001年,物理學(xué)家通過(guò)讓電子束和正電子束相碰撞,產(chǎn)生出了大量的重子和它的反粒子,比如B介子和反B介子。這些粒子和反粒子都十分短命,迅速轉(zhuǎn)化為其他更輕的亞原子粒子,比如K介子等。

由于物質(zhì)和反物質(zhì)所構(gòu)成的矛盾正反兩方面是不對(duì)稱的,B介子和反B介子就會(huì)顯示出不同的衰變模式??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),這兩種粒子確實(shí)顯示了不同的衰變狀況。

這說(shuō)明,在宇宙大爆炸之后,正物質(zhì)和負(fù)物質(zhì)的對(duì)立統(tǒng)一,從整體上的對(duì)稱,走向各自不對(duì)稱的正反矛盾縮并,正因?yàn)槿绱?,才有了螺旋星系的穩(wěn)定演化和人類的誕生,并非物質(zhì)比反物質(zhì)多那么一丟丟。

參考資料:

齊甲斌著:《零守恒終極猜想--辯證邏輯學(xué)及統(tǒng)一時(shí)空理論》,新疆人民出版社,2002年版。

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