“宇宙另一半”消失还是隐匿? 反物质恒星或是破解谜题的关键

  反物质和正物质的质量和电荷数是一样的,但电荷的符号不一样,是相反的。通常,原子核带正电,电子带负电。反物质则是正常物质的镜像,它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。

  李祖豪 中国科学院高能物理研究所研究员

  多年来,科学家渴望能够在宇宙中找到反物质的蛛丝马迹。近日,据媒体报道,根据国际空间站上携带的阿尔法磁谱仪粒子探测器收集到的数据,科学家推测宇宙中的反物质可能比我们认为的要更多。此前,就有一些科学家认为,反物质可能以反物质恒星的形式存在于宇宙之中。

  什么是反物质?反物质和物质是彼此的镜像吗?反物质恒星真的存在吗?带着这些问题,记者采访了相关专家。

  反物质从科幻走向现实

  科学作家戈登·弗雷泽在《反物质:世界的终极镜像》一书中写道:“反物质对星际迷航中‘企业号’的运行是决定性的,要是没有反物质,就没有星际迷航。”此言不虚,在电影《星际迷航》中,反物质是星际旅行的基础,“企业号”飞船正是以正反物质湮灭产生的强大能量作为推力,实现超光速飞行。

  而在小说家丹·布朗的小说《天使与魔鬼》中,欧洲核子研究中心(CERN)的科学家在实验室中制造出了反物质,仅需0.25克的反物质就足以在顷刻间毁掉梵蒂冈。

  反物质不仅存在于电影情节和文学创作中,还是科学研究的重要方向之一。中国科学院高能物理研究所研究员李祖豪认为,要认识反物质,便绕不开这几个名字:

  1928年,“反物质之父”保罗·狄拉克写下了一个用来描述电子的方程,这个方程也就是后来大名鼎鼎的“狄拉克方程”,它使年仅26岁的狄拉克在科学界一举成名。狄拉克方程在理论上预言了反物质的存在——一个电子必须有一个等量但带着相反电荷的对应粒子。狄拉克将这些新粒子称为“反粒子”。

  1929—1930年,我国物理学家赵忠尧在实验中观测到了“反电子”存在的痕迹,其论文为研究“正—负”电子对的产生提供了证据,在反物质的研究中,留下了中国科学家的“足迹”。

  让反粒子从理论走进现实的是美国物理学家安德森。1932年,安德森宣布在宇宙线中发现了“反电子”,证实了反粒子的存在。1936年,年仅31岁的安德森凭借这一发现和科学家赫斯分享了诺贝尔物理学奖。

  1955年,张伯伦和塞格雷等科学家利用高能质子同步稳相加速器成功“捕捉”到了反质子,二人在1959年分享了诺贝尔物理学奖。随后,科学家们陆续制造出了反中子和反氘核等反粒子。

  1995年,欧洲核子研究中心的物理学家奥尔勒特带领团队进行了第三次制造反物质原子的实验,在为期3周的反质子与氙原子的碰撞实验中,一共产生了9个反氢原子,其平均存活时间为一亿分之四秒,以接近光速行驶了十几米,然后就与正物质发生湮灭。这意味着,在实验室成功制造出了第一批反物质原子——反氢原子。

  实验室成功制造出了反物质。那么,宇宙中的反物质栖身何处呢?

  1997年,美国天文学家宣布,他们利用康普顿伽马射线天文台,发现在银河系上方约3500光年处有一个不断喷射反物质的反物质源(银心反物质喷泉)。后来的研究显示,银河系中心确有大量不明来源的反物质,但并非以“喷泉”的形式存在。

  2011年,阿尔法磁谱仪粒子探测器升空。目前科学家已通过这一设备观测到反氦四候选事例。“反氦四是反氦原子核,被认为不太可能由宇宙线碰撞产生。”李祖豪解释道,“所以,如果能证实宇宙线中存在反氦四原子核,将是反物质天体存在的有力证据。”

  正反物质本为“一母同胞”

  反物质的存在被确定了,但新的问题又出现了——反物质究竟长什么样?与正物质相比,它有何不同?反物质来自何方,又去往何处?

  通俗地说,反物质世界是我们现存世界的镜像,其构成元素、外观甚至光谱结构看上去都与正物质世界别无二致,仅仅在某些物理特性上有差异。

  “反物质和正物质的质量和电荷数是一样的,但电荷的符号不一样,是相反的。”李祖豪表示,“通常,原子核带正电,电子带负电。反物质则是正常物质的镜像,它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。”

  欧洲核子研究中心的一项研究显示,氢原子和反氢原子的光谱结构看起来是一样的。欧洲核子研究中心还表示,到目前为止,反物质看起来就像我们所知的普通物质。

  据李祖豪介绍,科学界普遍认为,宇宙大爆炸早期曾产生了数量相当的正物质和反物质,可以说二者“一母同胞”。但如今在地球附近几乎看不到天然存在的反物质,这被称为“反物质缺失之谜”。

  理论上,宇宙大爆炸时所产生的粒子与反粒子数量应当相同,但为什么现今我们所看到的都是正粒子?反粒子去哪儿了?

  李祖豪介绍道:“目前有两种假设:一种认为,由于大爆炸产生的正反物质在宇宙演化中的性质不同,反物质逐渐消失,只剩下正物质,不过目前的实验结果并不支持这一结论;另一种认为,大爆炸产生的物质和反物质分别处在宇宙的不同区域。”

  换句话说,反物质要么“不辞而别”,要么隐入宇宙深处。

  只能等待反物质“自投罗网”

  “反物质缺失之谜”长久困扰着科学家,关于反物质的假设也层出不穷。其中一个假设认为,反物质可能以反物质恒星的形式存在于宇宙之中。这个假设意味着,如果反物质恒星存在的话,反物质就有可能构成“宇宙的另一半”。

  为了验证这个假设,我们该如何寻找反物质恒星?

  李祖豪表示,严格来说,现有的研究无法寻找反物质恒星。当前国际范围内唯一在太空探测反物质的磁谱仪——阿尔法磁谱仪已在国际空间站工作了10余年,它的主要任务是寻找反物质和暗物质,精确测量宇宙线的成分和能谱以研究宇宙线起源。然而,阿尔法磁谱仪被固定在国际空间站上。因此,严格来说,在现有的研究条件下,我们只能等待反物质进入磁谱仪的探测范围,而无法主动寻找反物质及反物质恒星。

  目前主要有两种探测宇宙中反物质粒子的手段,一种是通过磁谱仪直接探测反物质,另一种则是通过高能探测器探测正物质和反物质湮灭产生的高能光子判断反物质的存在。探测及验证反物质恒星存在的困难在于,判断反物质乃至反物质恒星存在,需要基于对宇宙中带电粒子的观测。但和具有指向性的光不同,带电粒子不具有指向性。因为在传播过程中,带电粒子容易受到磁场的影响不断地改变方向。因此,哪怕探测到了反物质粒子,也无法判断其来源,科学家无法对拥有数百万年“旅行史”的反物质粒子“寻根究底”,追溯其源头。因此,对反物质恒星的探测和验证也就变得尤为艰难。

  尽管如此,仍有许多科学家对探寻反物质以及反物质恒星的存在报以热忱。

  李祖豪表示,如果反物质恒星存在的话,它将是完全由反物质构成的,其中所有的基本粒子都有与我们现今世界粒子一样的质量和寿命,但电荷符号等基本物理特性是相反的,这对我们已知的所有物理规律具有怎样的影响,还有待理论学家的计算和实验验证。

  法国科学家曾计算出可能潜伏在宇宙中的反物质恒星的最大数量。科学家认为,反物质恒星会像正常恒星一样发光,且每40万个普通恒星中或将存在一个反物质恒星。然而,这一假设是否成立,仍有待进一步验证。

  “今人不见古时月,今月曾经照古人”,和时年138亿岁的深邃宇宙相比,代代更迭的人类显得异常渺小,许多关于宇宙的问题,只能等待时间来给我们答案。也许在高能探测器和磁谱仪不曾看向的角落,有着来自反物质恒星的光,只等人类的惊鸿一瞥。

  来源:科技日报


1、庸人败于惰,能人败于傲

世上两种人必定惨败,一种是懒惰之人,另一种是骄傲之人。前者什么事都想在“明日”再做,结果总是一事无成;后者瞧不起天下所有人,自认为自己最聪明,常常招来他人的不满和怨恨,于是往往受人诋毁、咒骂,最后被恶意的诽谤所吞没。

2、不必一味讨好别人

讨好每一个人是不可能的,也是没有必要的。讨好每一个人,等于得罪每一个人。刻意去讨好别人,只会使别人产生厌恶。亲近别人要自然,“投机”心态要改变。有时间讨好,不如踏踏实实做事,讨好别人总是靠不住,自己努力才实实在在。

3、好心境是自己创造的

我们常常无法去改变别人的看法,能改变的恰恰只有我们自己。坏的生活不在于别人的罪恶,而在于我们的心情变得恶劣。让生活变好的金钥匙不在别人手里,放弃我们的怨恨和叹息,美好生活就垂手可得。我们主观上本想好好生活,可是客观上却没有好的生活,其原因是总想等待别人来改善生活。不要指望改变别人,自己做生活的主人。

4、用心做自己该做的事

人生是如此的短暂,哪有心思去浪费呢?有智慧的哲人曾经说过:“大街上有人骂我,我是连头也不回的,根本不想知道这个无聊之人!”我们既不要去伤害人家,也不要被别人的批评左右,还是按照自己的愿望,先踏踏实实学好本领再说。特别在少年时要全力以赴学本领,不要分心。

5、别总是自己跟自己过不去

学会自己欣赏自己,等于拥有了获取快乐的金钥匙。欣赏自己不是孤芳自赏,欣赏自己不是唯我独尊,欣赏自己不是自我陶醉,欣赏自己更不是固步自封------ 自己给自己一些自信,自己给自己一点愉快,自己给自己一脸微笑,何愁没有人生的快乐呢?经常要自己给自己过节,学会寻找愉悦的心情。

6、不要追逐世俗的荣誉

终生寻找所谓别人认可的东西,会永远痛失自己的快乐和幸福。庸俗的评论会湮灭自己的个性,世俗的指点会让自己不知所措。为钱而钱会使自己六亲不认,为权而权会使自己胆大妄为,为名而名会使自己巧取强夺。真实的我在刻意的追逐之中,会变成一张张碎片随风飘扬,世俗的我已变得面目可憎。

7、极端不可取

有些人常常因为忧虑过度,而导致自己精神失常;有些人却因为麻木不仁,造成自己对任何事情都无动于衷。前者常为寻找理性而痛苦,因聪明过头而衰亡,愚蠢的根源在于什么都懊悔。后者不知悔恨为何物,整天稀里糊涂地生活,活着与死去没有什么区别。

8、每个人都有自己的活法

自己的伤痛自己清楚, 自己的哀怨自己明白, 自己的快乐自己感受。也许自己眼中的地狱,却是别人眼中的天堂;也许自己眼中的天堂,却是别人眼中的地狱。生活就是这般的滑稽。不要总疑春色在人家,关键在于自己心态的调整。

9、喜欢自己才会拥抱生活

盲目自大自尊,是骄傲无知的人生,一味自暴自弃,是消极悲观的人生。了解自己比了解别人更困难,喜欢自己比喜欢别人更不容易。拥有健康的恰当的自尊心理,面对挫折会表现得格外坚强。不为外界的诱惑而丢失自我,不为一时的挫折否定自己。时时客观冷静地评价自己,每每乐观中肯地赞赏自己。若连自己都不爱,还能爱别人吗?喜欢自己吧!

10、福中有祸,祸中有福

莫被一时之得失冲昏头脑,一味陶醉于暂时的胜利。自己一定要居安思危,切莫居功自傲,洋洋得意。陶醉胜利,意味着驻足停顿,陶醉胜利,意味着失去警惕。人生路上要永不松懈,胜利仅仅是一个小小的路标。要想取得最后的胜利,只要努力,努力,再努力。莫为一时之得所迷惑,谁笑得最晚,谁笑得最开心。

11、重要的是活得充实

把每一天过好是最大的幸福,快乐源于每天的感觉良好。总忧虑明天的风险,总抹不去昨天的阴影,今天的生活怎能如意?总攀比那些不可攀比的,总幻想那些不能实现的,今天的心灵怎能安静?任何不切实际的东西,都是痛苦之源,生命的最大杀手是忧愁和焦虑。痛苦源于不充实,生活充实就不会胡思乱想。

12、愉悦的根基在自己身上

一般人总是将人生的愉悦,寄托在外界的事务上,依附于世俗的认同上。百般看重地位、财产,以及待遇、名誉等东西,自己一旦失去这些,便是沉重的打击,常会痛不欲生,其幸福和快乐的根基也随之毁灭。假如自己真是这样过生活,那么快乐离我们是相当遥远的。为什么要让别人来评价自己的快乐程度,把握好自己。

13、感觉幸福就是幸福

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14、别人的恩泽要牢记

目光短浅的人总是“忘恩负义”,危机时到处求助,事成之后再不露面。求人时信誓旦旦,得逞后胡作非为。这种人最被人鄙视。“忘恩负义”让朋友伤心,“忘恩负义”是急功近利的表现。“忘恩负义”只得益于一时,却会永远失信于人。切忌过河拆桥,过河拆桥会断了自己的后路。

15、凡事要留有余地

每一个人都会在自己的生命旅程中,遭遇到完全不同的“三种人”。第一种是能够理解、欣赏和器重自己的人;第二种是曲解、中伤甚至排斥自己的人;第三种人是与自己毫无关系、无关痛痒的人。第一种人对自己有知遇之恩,应当尊为师友,滴水之恩当涌泉相报。第二种人对自己造成深深的伤害,需要智慧地远离,而不是烦恼和计较。对于第三种人要以礼相待、和平共处。了解不同的人,区别对待,物以类聚,人以群分。

16、己所不欲勿施于人

把自己的主观意志强加于人,于己于人均是件痛苦的事情。以自己的威严强加自己的意志,别人只是口服而心不服,而且日久必生反抗之心。以自己的固执强加自己的意志,别人仅是默忍或是隐怒,但是日久也可能反目成仇。检讨自己的言行是否与社会和谐,才能真正得到别人的认同。人与人是不可能一致的,不要以我为中心。

17、得意不忘形,失意不失态

身处顺境必须格外谨慎,否则容易乐极生悲。人生得意的时候容易忘形,一忘形就不知道自己姓什么,于是恶念和恶行就会趁隙而入。身处逆境必须格外忍耐,否则容易早早夭折。人生失意的时候容易失态,一失态就不知道自己的未来,于是消极和绝望就会趁隙而入。笑看人生潮起潮落,守住自己的心。

18、人生应当欢乐有度

适当的娱乐活动能调节情绪,无休无止的欢乐却易转益为害。物极则反,数穷则变。“大凡快意处,即是多病处。”“棋可遣闲,易动心火”一味狂欢尽兴是肤浅的人生,换来的往往是痛苦的悔恨。尽兴有度是达观的人生。乐极生悲不局限于娱乐方面,涉及到人生的方方面面。欢乐与悲哀是伴生的,欢乐有度会使欢乐常伴。

19、多理性行事少意气用事

做事不能只凭自己的感情,做事更不能只凭自己的感觉,意气用事必有麻烦。有时自己的知觉是错的,事情并不是想象的这般简单,表象总是容易迷惑人心。理性做事不至于反复折腾,理性做事不会出现大的差错,理性做事才不会使自己后悔莫及。切记:凡事都不能太冲动!不能只跟着感觉走,多思考才能不后悔。

20、多理性行事少意气用事

做事不能只凭自己的感情,做事更不能只凭自己的感觉,意气用事必有麻烦。有时自己的知觉是错的,事情并不是想象的这般简单,表象总是容易迷惑人心。理性做事不至于反复折腾,理性做事不会出现大的差错,理性做事才不会使自己后悔莫及。切记:凡事都不能太冲动!不能只跟着感觉走,多思考才能不后悔。

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建筑强拆中?暴力致老人入院
近日,一个“耸人听闻”的暴力拆迁视频在网上流传。有网友投诉称,多名执法人员暴力拆除违法建筑,拆除期间,执法人员对85岁老人汤继团进行多次殴打致使入院。
一言不合就动手?暴力执法致85岁老人入院
2022年4月20日,福建省漳州市云霄县列屿镇南山村,85岁村民汤继团建造的房屋被相关部门定性为违章建筑,相关部门与老人协商后,通知了老人该违章建筑的拆除时间,于是老人便提前清空了违章建筑,搬到了旁边的零时活动板房居住生活。4月21号早上8点半左右,数十名拆迁人员在无法出示任何文件的情况下,对该违章建筑进行了强行拆除。在老人的要求下,终于在时隔5天后出示了拆迁文件。
拆除过程中,因未能出示拆迁文件执法人员未与老人进行沟通。老人上前理论,但等来的不是解释,而是执法人员的拳脚相加。其间,拆迁人员将老人拖到警戒线外的无人角落进行多次殴打,个别人员用脚踢踹老人并用防爆盾敲打其身体。当汤继团老人试图逃离时,执法人员又紧追其后将其拦截在邻居墙角落,用防爆叉将汤继团控制,使其无法动弹,最后殴打入院。
违章建筑被拆除之后,执法人员更是将老人临时居住的活动板房吊起来砸在了地上,导致家具电器等全部遭到损毁,而该活动板房并不在此次拆除范围之内。拆迁方也未提前沟通要拆除该活动板房。
家人将老人送入了县医院进行治疗,后来县医院不再对老人提供治疗,家人没办法只得自行转院到市医院进行治疗。相关领导在老人入院期间也没有人员出面处理后续事宜。且事件发生至今,近两个月来未收到相关部门的任何回应。
这几年屡屡发生因“强拆”引发而各种刑事案件。“强拆”方常常断水断电断燃气、门口挖坑、半夜偷袭、殴打被拆迁人及其父母……被拆迁方的反抗方式也是多种多样,跳楼、或撞人、等,还有报复社会以求获得社会关注。这些现象让人有一种说不出的滋味,引起了人们太多的思考……
“违法建筑”也要“合法”的拆
暴力强拆的结果往往“一事两悲”,引人惋惜。一是当事人的房子被强制拆除,无法恢复;二是政府的“强拆”行为被认定为违法,有关人员将受到责任追究。这是人们最不愿意看到的“两面不讨好”结果。
在全面推进依法治国的大背景之下,也要依法行政、依法拆迁。执法部门有责任保护公民的人身安全、合法房产。明晃晃的涉嫌暴力强拆、暴力伤害的视频证据就摆在那里,避而不谈是不行的。“十目所视,十手所指”,对这起拆迁事件,应该有全面的调查,不能稀里糊涂地成了不了了之。即使是“违法建筑”,也得“合法”地拆!
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