按照大炸理論,甚早期宇宙介質的溫度非常高。粒子間的熱撞會對地產生任何基本粒子。當粒子的對湮滅與對產生達到統計平衡,宇宙介質就是一切基本粒子構的混合氣,且任一種穩定或不穩定的粒子都有接近相等的數度。至於重子和反重子的數目是否嚴格相等,這不是由理規律決定,而是由初條件決定的。
在理論家看來,在最初的宇宙中正反粒子應當等量才自然。但是易於看出,若這想法是對的,重子的守恆立即會給出與事實明顯不符的推論。當宇宙的膨脹使氣溫度降至10^13K以下,由於粒子的熱能已不夠,熱撞對產生重子已不可能。於是湮滅過程將使正反重子的數目同時迅速下降。最終,宇宙中將既沒有重子,也沒有反重子。這顯然不是真實宇宙的景。事實上,今天宇宙中子的數目最多。重子的數目是它的十萬萬分之一左右,反重子的數目很可能還要低許多量級。如果重子數B的守恆是嚴格的理規律,要宇宙從正反重子等量的狀態演化今天這樣的狀態是不可能的。然後,理論家又不能相信在原始的宇宙中重子就會多於反重子。
重子數的守恆肯定是嚴格立的理規律嗎?至今難以計數的粒子實驗確實沒有發現過一個破壞重子數守恆的事例,但是這並不說明它一定是嚴格的規律。回顧一下化學的發展可作借鑑。化學反應是元素的重新組合。經驗表明,在重組合的前後,每一種元素的原子數是守恆的,無數的化學實踐表明沒有例外。想把汞變金的鍊金的失敗,更從反面提供了證明。但是有了核反應的知識後人們已清楚知道,汞變金完全可能,關鍵在於要有高的能量讓原子核發生變化。化學反應是在粒子能量小於1V的條件下進行的,這條件下原子核不能相互接,核反應就不能發生。若過程中粒子的能量超過1V,原子核之間就能充分接近,那麼原子核就能變化了,原子數的守恆也就隨之破壞了。由此看來,原子數在化學過程中的守恆不是偶然的,但是它僅是低能下的唯象規律,而不是普遍立的自然規律。借鑑同樣的道理,重子數的守恆也可能僅是一定能量範圍的唯象規律,而不是普遍立的。當粒子的能量更高,重子數的守恆完全可能會不立,這正是今天的理論家看到的出路。
從70年代中期起,粒子理中由弱電統一理論的功,掀起了研究相互作用大統一的流。按這樣的理論,高能下發生破壞重子數守恆的過程是自然的事,粒子理中的這一流與宇宙學解決正反質不對稱疑難的需要不謀而合了。於是這疑難問題作為粒子理和宇宙學的叉領域而得到了很多進展。人們已清楚,要從正反質等量的早期宇宙演化出今天正質為主的狀態,除了重子數守恆須可能被破壞外,正反粒子的相互作用質還必須有適量的差別。由於超高能下的粒子理規律至今還沒有被掌握,因此實際上自然界是否確實備這兩個要素,尚不能回答,人們正在試探和索之中,如果今天的宇宙中只有正質天是事實,問題是否能按這思路得到解決也還並不完全肯定。
總之,為徹底揭開宇宙反質之謎,前面還有漫長路要走。人們已能預料,這問題的解決不僅對認識宇宙是重要的,它對理學的影響也將是很深刻的。
自然界紛呈多樣的宏觀還原到微觀本源,它們都是由質子、中子和電子所構的。這些粒子因而被稱為基本粒子,意指它們是構造世上萬的基本磚塊,事實上基本粒子世界並沒有這麼簡單。在30年代初,就有人發現了帶正電的電子【電子(Electron)是一種帶有負電的亞原子粒子】,這是人們認識反質的第一步。到了50年代,隨著反質子和反中子的發現,人們開始明確地意識到,任何基本粒子都在自然界中有相應的反粒子存在。
反質是正常質的反狀態。當正反質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生炸併產生巨大能量。能量釋放率要遠高於氫彈炸。在丹·布朗的小說《天使與魔鬼》裡,恐怖分子企圖從歐洲核子中心盜取0.25克反質,進而炸燬整座梵岡城(最後於高空炸)。
但至於網上流傳的五千萬分之一克摧毀大型設施,以及幾克反質摧毀地球純屬謠言,只是網路新聞為了增加關注度而編造出來的假訊息。五千萬分之一克反質與正質湮滅在理學中能夠釋放3.6×106焦耳的能量,但不可能摧毀大型設施。而1克反質(按1克反質與1克正質湮滅計算)湮滅釋放出1.8×1014焦耳的能量,不可能毀滅地球。其遵守因斯坦的質能關係式E=2。其中E為湮滅產生能量,參與的正質和反質湮滅前總靜止質量,c為速≈3x108米/秒。
。2/1正是不而2/1-是數子量旋自的子電反且。)A(反相好正荷電的帶攜而,同相全完子電與量質其,子電反如例,子粒反的對相之與個一有該應都子粒種一每,言預年8291在他。的出提早最克拉狄·羅保家學理國英是念概質反
。間空宙宇於佈廣是而,圍周點的定確個某在集聚是不它,多很源來質反些這,明證還臺測觀文天線馬伽,外此。質反的量大著集聚域區個這現發。析分測觀的真認了行進域區個一的央中宙宇對們他。在存的質反間宙宇了實證,臺測觀文天線馬伽的局天航洲歐








