物質與反物質為何不對稱？答案或在引力波

現有的宇宙大爆炸理論認為，我們身處的宇宙源於138億年前的一次大爆炸，但這一理論也認為，大爆炸時產生了等量的物質和反物質，而正反物質相遇時會 ... 首頁 黨政 黨網·時政 人事 反腐 理論 黨史 黨建 要聞 經濟·科技 社會·法治 文旅·體育 健康·生活 國際 軍事 港澳 台灣 教育 房產 科普 觀點 人民網評 三評 人民財評 人民來論 人民訪談 互動 領導留言板 黨建雲 強國論壇 維權 可視化 視頻 圖片 圖解 地方 京 津 冀 晉 蒙 遼 吉 黑 滬 蘇 浙 皖 閩 贛 魯 豫 鄂 湘 粵 桂 瓊 渝 川 黔 滇 藏 陝 甘 青 寧 新 鵬 雄安 舉報專區多語言 | 合作網站 毛主席紀念堂 周恩來紀念網 鄧小平紀念網 人大新聞網 工會新聞網 中國僑聯 學習強國 中共中央黨史和文獻研究院 中組部12380舉報網 全國哲學社科工作辦 中國統一戰線新聞網 旗幟網 國家保密局 人事考試網 科普中國 知識產權 中國城市網 中國國家人文地理 登錄 退出 人民網+ 中國共產黨新聞網 領導留言板 強國論壇 人民視頻 人民智雲 人民日報報系 人民日報 人民日報海外版 中國汽車報 中國能源報 健康時報 証券時報 國際金融報網 諷刺與幽默 中國城市報 新聞戰線 人民論壇 環球人物 中國經濟周刊 民生周刊 國家人文歷史 人民周刊 旗下網站 國家重點實驗室 環球網 海外網 人民圖片 人民視覺 人民網研究院 人民網>>科技 物質與反物質為何不對稱？答案或在引力波 劉 霞 2020年02月06日09:30|來源：科技日報 小字號 原標題：物質與反物質為何不對稱？答案或在引力波   　　現有的宇宙大爆炸理論認為，我們身處的宇宙源於138億年前的一次大爆炸，但這一理論也認為，大爆炸時產生了等量的物質和反物質，而正反物質相遇時會彼此湮滅，使一切煙消雲散。

　　但宇宙間的萬事萬物又的確存在，這中間發生了什麼曲折離奇的故事呢？美國、日本和加拿大科學家近日提出的一項新理論認為，早期宇宙發生的相變使中微子衰變成更多粒子（數量比反粒子多），致使正反物質的數量出現偏差。

這一相變也會產生“宇宙弦”，而宇宙弦會產生引力波，探測到這些引力波，或可揭示正反物質不對稱之謎。

　　對此，中國科學技術大學物理學院天文系教授蔡一夫對科技日報記者說：“即便觀測到宇宙弦產生的引力波，可能還需很多條件才能進一步証實上述觀點。

不過，這提供了一種解決正反物質不對稱之謎的新思路。

” 　　中微子“挺身而出” 　　現代宇宙學大爆炸理論認為，大爆炸之初，宇宙中產生了等量的物質和反物質。

如果“劇情”一直這樣發展下去，那麼，物質和反物質最終會“狹路相逢”，彼此湮滅。

　　但實際上，現在我們身處的宇宙中滿天繁星，充滿了各種物質，這就與上述理論產生了矛盾。

因此，為使宇宙得以存在，必須要有少量反物質轉化為物質，使正反物質數量不平衡。

科學家認為，物質的數量隻需比反物質多十億分之一就可以讓宇宙存在。

　　但正反物質之間這種不平衡是何時以及如何出現的？目前仍是未解之謎，這也是宇宙間最大的謎團之一。

美國加州大學伯克利分校博士后研究員杰夫·德羅說：“這個問題很難回答。

” 　　鑒於物質和反物質電荷相反，因此除非它們呈電中性，否則它們不會相互轉化。

中微子是我們迄今已知唯一呈電中性的物質粒子，科學家對它寄予厚望，認為它是完成這一神聖使命的“不二人選”。

　　目前已知存在3種中微子：電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。

但有科學家提出，可能存在第四種中微子：惰性中微子。

　　還有些科學家認為，宇宙暴脹后經歷了一個相變，使早期宇宙中產生的惰性中微子衰變出更多粒子（數量比反粒子多），讓物質和反物質的數量得以“重新洗牌”。

　　最新研究合作者、加拿大粒子物理與原子核物理實驗室（TRIUMF）博士后格雷厄姆·懷特表示：“當宇宙的溫度為今天宇宙中最熱地方溫度的1012倍—1024倍時，中微子的‘行為舉止’或許可以確保宇宙存在。

” 　　引力波“曲線救國” 　　那麼，如何探測到這些惰性中微子呢？ 　　研究人員表示，現在科學家無法直接觀測到惰性中微子，因為通過實驗制造出惰性中微子，需要一個比大型強子對撞機強大許多的粒子加速器，所以隻能通過間接方法，探測宇宙弦產生的引力波或是一種“曲線救國”之法。

　　論文合著者、日本東京大學卡夫裡宇宙物理與數學研究所首席研究員村山瞳說：“早期宇宙的這次相變可能創造出了宇宙弦，這些宇宙弦實質上是時空的拓扑缺陷。

” 　　蔡一夫對科技日報記者解釋說：“相變在我們日常生活中比比皆是，例如水凍成冰、鐵磁體變成順磁體等。

我們的宇宙所經歷的歷史就是一個不斷發生相變的熱膨脹歷史，在這個過程中有基本粒子的產生，基本粒子凝合成元素，元素最后結合出我們見到的熟悉的物質結構。

” 　　蔡一夫進一步指出：“相變過程伴隨著能量釋放，宇宙弦就是宇宙經歷相變時釋放能量形成的一根根與當時的宇宙尺度相當的繩子一樣的能量結構。

” 　　德羅和村山瞳等人認為，隨著這些宇宙弦不斷演化，會產生引力波，且產生引力波的頻譜與黑洞並和等天體物理源產生引力波的頻譜截然不同。

未來的引力波觀測台，例如即將於2020年中期啟用的“平方公裡陣列”（SKA）、擬於2034年發射的歐洲航天局的“空間天線激光干涉儀”（LISA）、日本宇宙探索局的分赫茲干涉引力波天文台（DECIGO）等，或許可以探測到這些引力波。

　　研究人員表示，找到這些宇宙弦產生的引力波還有其他用途，例如找到宇宙弦產生的高能中微子，更精確確定已知中微子的質量等。

　　對此，蔡一夫認為：“宇宙弦產生引力波並不意外，只是我們還沒有幸運地發現其‘倩影’。

而且，即便我們探測到宇宙弦，宇宙弦的產生機制也並非唯一，還需要確認背后的相變過程才能証實上述觀點。

” 　　另外，蔡一夫強調說：“宇宙弦如果帶電的話，可以利用多信使天文檢測手段，如快速射電暴的觀測來檢驗這些超導的宇宙線，從而更立體、更清晰地分辨宇宙相變的‘蛛絲馬跡’。

” (責編：趙竹青、呂騫) 分享讓更多人看到 相關新聞 給幽靈粒子“稱重”揭秘宇宙演化之謎暗物質探測數據分析指向太陽軸子“引力波探測”重點專項公布今年17個研究方向征求意見中微子，關乎宇宙起源之謎（科技大觀）研究顯示正反中微子行為不同早期宇宙中軸子場導致更多物質生成暗物質相關軸子質量搜索范圍縮小“d-星六夸克”或是暗物質粒子歐核中心高精度測量反氫的物理性質“頂級神岡”中微子探測器項目正式啟動 客戶端下載 人民日報 人民網+ 手機人民網 領導留言板 人民視頻 人民智雲 人民智作 熱門排行 1天舟二號貨運飛船發射圓滿成功 回顧升空…2拆“快遞”啦！天舟二號都送了啥？3天舟二號貨運飛船發射成功4我國第二代靜止軌道氣象衛星風雲四號首顆…5“長七”成功送“天舟”：實現“零窗口”…6這些太空“黑科技”讓天舟二號“出手不凡”7風雲四號B星成功發射 我國氣象衛星觀測…8“火眼金睛”這樣煉成 細數風雲四號B星…9放眼全球 風雲四號實力如何？一文帶你讀…10天舟二號貨運飛船發射任務取得圓滿成功 人民日報社概況 | 關於人民網 | 報社招聘 | 招聘英才 | 廣告服務 | 合作加盟 | 供稿服務 | 數據服務 | 網站聲明 | 網站律師 | 信息保護 | 聯系我們 服務郵箱：[email protected]    違法和不良信息舉報電話：010-65363263    舉報郵箱：[email protected] 互聯網新聞信息服務許可証10120170001  |  增值電信業務經營許可証B1-20060139 廣播電視節目制作經營許可証（廣媒）字第172號  |  互聯網藥品信息服務資格証書（京）-非經營性-2016-0098 信息網絡傳播視聽節目許可証0104065 | 網絡文化經營許可証京網文[2020]5494-1075號 | 網絡出版服務許可証（京）字121號 | 京ICP証000006號 | 京公網安備11000002000008號 人民網版權所有，未經書面授權禁止使用 Copyright©1997-2021bywww.people.com.cn.allrightsreserved 評論 分享 關注 微信微博快手 第一時間為您推送權威資訊 報道全球傳播中國 關注人民網，傳播正能量 返回頂部