用它作為動力驅動可達光速的70%,科學家對它的研究才剛開始!

天文 宇宙 化學 科學 宇宙探索 宇宙探索 2017-08-27

對於宇宙最早的形成,科學家認為其成分不只是構成我們周圍一切的常規物質,他們認為它具有幾乎等量的反物質,物質的難以捉摸的邪惡孿生兄弟,反物質。科學家們認為,宇宙的最初期是由物質和反物質構成的,每個粒子都有一個反粒子,這聽上去很荒唐但事實或許真的如此。

用它作為動力驅動可達光速的70%,科學家對它的研究才剛開始!

但是神祕的反物質究竟是什麼,又都到哪裡去了呢?事實上,反物質就像物質,不同之處在於至於關聯的電荷完全不同。常規物質的成分是原子,接下來的成分是次原子粒子,比如帶負電荷的電子和帶正電荷的質子,而反物質就是這些粒子的對應面,它們有相同的質量,卻有著相反的電荷。

用它作為動力驅動可達光速的70%,科學家對它的研究才剛開始!

在我們的宇宙裡,異性相吸,粒子與反粒子相互吸引,有人會認為這種關係是天合之作。但是每次物質於反物質打交道時,結果無一例外都是它們同歸於盡。想像一下空中兩架飛機迎面飛翔的情況,一架是常規物質做成的,而另一架勢外星文明造的反物質飛船,碰撞將會非常壯觀,將不會留下任何殘骸供宇宙撞機調查員來審視,但是能量沒有消失,能量以兩種能量非常高的 γ射線的形式再現:光子,能量非常驚人。

圍繞反物質最大的謎團在於,如果在宇宙早期物質於反物質幾乎等量的話,那麼現在所有的反物質都到哪裡去了呢?每當我們仰望天空,只看到普通物質,看不到反物質,只有少量的反物質存在於銀河系中心。為何這個宇宙看上去全是由物質構成的,而沒有見到什麼反物質?

一種可能或許就是在宇宙早期物質的粒子要稍高於反物質,因此當粒子與反粒子在湮滅戰裡碰撞時,小部分物質倖存了下來,成為了最古老戰場上倖存的老兵。而我們都是在物質於反物質膨脹那個瞬間釋放出來的巨大能量爆發的殘餘。

我們最先進的理論尚無法解釋為何物質於反物質之間存在著這種不平衡,但沒有這種不平衡我們將不會存在。不過即使物質勝出,構成了我們周圍的萬物,但是有沒有在遙遠的星系或空間存在著反物質稱霸一方的可能性呢?

科學家已經知道了如何在實驗室加速器裡創造微量的醫用反物質,來自衰變的放射物質的反物質粒子被注射進人體,進行大腦正電子發射斷層掃描(PET掃描)。很多人或許沒有注意到,在他們去醫院進行PET掃描時,自己實際上被注射了反物質,PET中的P代表正電子,也就是反電子。而一旦它進入到醫生想了解的人體某個部位時,正電子會被釋放出來,它會很快找上電子一起湮滅,就會有 γ射線從體內發出,從而被偵測到。

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如今科學家對於反物質的瞭解和應用還只是剛剛開始,可以預見的是,在接下來的幾十年裡,反物質的真正應用會逐漸進入實際應用領域,比如用反物質當作動力驅動,效率會大大超越如今的化學染料,速度最高可達到光速的70%,如果能夠很好地駕馭反物質,這種動力將讓人類實現真正的星際旅行!

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