第29章 宇宙科考:探索未知,鑄就輝煌(第2/3 頁)
不得不提及幾位重要的科學家。1928 年,“反物質之父”保羅·狄拉克寫下了著名的“狄拉克方程”,從理論上預言了反物質的存在,即一個電子必須有一個等量但帶著相反電荷的對應粒子,也就是“反粒子”。我國物理學家趙忠堯在 1929—1930 年的實驗中,觀測到了“反電子”存在的痕跡。1932 年,美國物理學家安德森宣佈在宇宙線中發現了“反電子”,證實了反粒子的真實存在。隨後,科學家們陸續製造出了反中子和反氘核等反粒子。1995 年,歐洲核子研究中心的物理學家成功製造出了第一批反物質原子——反氫原子。
雖然在實驗室中成功製造出了反物質,但宇宙中的反物質究竟藏身何處呢?1997 年,美國天文學家曾發現,在銀河系上方約 3500 光年處有一個不斷噴射反物質的反物質源。然而後來的研究表明,銀河系中心雖有大量不明來源的反物質,但並非以“噴泉”形式存在。2011 年,阿爾法磁譜儀粒子探測器升空,目前科學家已透過其觀測到反氦四候選事例。因為反氦四被認為不太可能由宇宙線碰撞產生,所以如果能證實宇宙線中存在反氦四原子核,將是反物質天體存在的有力證據。
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科學界普遍認為,在宇宙大爆炸早期,正物質和反物質的數量應當是相當的,可以說二者“一母同胞”。但如今在地球附近幾乎看不到天然存在的反物質,這就是所謂的“反物質缺失之謎”。目前有兩種假設試圖解釋這一現象:一種認為正反物質在宇宙演化中的性質不同,導致反物質逐漸消失,只剩下正物質,不過目前的實驗結果並不支援這一結論;另一種則認為大爆炸產生的物質和反物質分別處在宇宙的不同區域。
那麼,如何尋找可能存在的反物質恆星呢?這是一個極為困難的任務。當前國際上唯一在太空探測反物質的磁譜儀——阿爾法磁譜儀雖已在國際空間站工作了 10 餘年,但其被固定在空間站上,只能等待反物質進入探測範圍,而無法主動去尋找。
探測及驗證反物質恆星存在的困難主要在於,判斷其存在需要基於對宇宙中帶電粒子的觀測。然而,帶電粒子不具有光的指向性,在傳播過程中容易受到磁場影響而不斷改變方向。即便探測到了反物質粒子,也難以判斷其來源,無法追溯擁有數百萬年“旅行史”的反物質粒子的源頭,這使得對反物質恆星的探測和驗證變得異常艱難。
儘管面臨諸多挑戰,科學家們對探尋反物質以及反物質恆星的存在依然充滿熱忱。如果反物質恆星確實存在,它將完全由反物質構成,其中的基本粒子具有與我們現今世界粒子相同的質量和壽命,但電荷符號等基本物理特性則相反。這對於我們已知的所有物理規律將會產生怎樣的影響,有待理論學家的計算和實驗驗證。
而此次銀河系新化學元素的發現,或許能夠為我們理解反物質的性質和行為提供新的線索。這些新元素可能具有與已知元素不同的特性,它們與反物質之間的相互作用或許會呈現出獨特的規律。透過深入研究這些新化學元素,我們有可能進一步揭示反物質的奧秘,為反物質秒閃動力系列研究提供關鍵的突破點。
雖然我們距離完全解開反物質之謎還有很長的路要走,但每一次的新發現都讓我們離答案更近一步。在探索反物質的征程中,科學家們將不斷挑戰極限,追求對宇宙本質的更深刻理解。或許在不久的將來,我們能夠真正揭開反物質以及反物質恆星的神秘面紗,為人類的科學認知開啟全新的篇章。而這一發現所帶來的科技進步,也可能會超乎我們的想象,為人類的未來帶來無限的可能。
三、《銀河系新化學元素:磁懸浮跑道的抗冷熱強化之謎》
在浩瀚無垠的銀河系中,一項驚人的發現正在悄然改變著我們對宇宙的認知。
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