揭秘暗物質與反物質 關係人類生死存亡

科學家最近在銀河系中心發現氣泡結構

宇宙中隱藏著大量暗物質

　　近日，清華大學與二灘公司聯合建立的中國首個極深地下實驗室，也是世界最深的地下實驗室——「中國錦屏極深地下暗物質實驗室」投入使用，這標誌著全世界岩石覆蓋最深的暗物質實驗室正式建成啟用。也標誌著我國正式加入暗物質研究這個自然奧秘探索的最前沿領域。

　　而在上個月的11月17日，歐洲核子研究中心宣布他們成功捕捉到了反物質——反氫原子，並保存了較長時間。這個結果有可能為研究大爆炸理論提供可能的實驗途徑。

　　反物質、暗物質，經常看到這兩種物質被科學家掛在嘴上，但它們究竟是什麼東西？為什麼這麼多年來科學家一直孜孜不倦地探尋它們？它們存不存在、找不找得到，跟我們人類有什麼關係？是不是一切都只是浮雲而已？

　　反物質、暗物質，究竟是什麼物質

　　南京大學天文系教授陳鵬飛老師告訴記者，反物質、暗物質目前看似和我們沒什麼關係，但是研究它們對人類來說有著很重要的意義。在回答這個問題之前，我們先了解一下什麼是反物質，什麼是暗物質，這兩者有著很大的差別。

　　反物質：我們平常看到的宏觀物質具體到微觀世界，都是由一個個原子構成，原子是由質子、中子和電子組成，其中質子帶正電荷，電子帶負電荷，中子 不帶電，這樣的物質可以被叫做正物質。而反物質一切相反，它的質子帶負電荷，電子帶正電荷，中子和正物質里的中子性質也相反。所以就被稱為反物質。

　　暗物質：目前我們觀察的世界都是通過電磁波的方式傳遞到我們的眼中，光也是一種電磁波，但即便是不可見光，我們也可以用探測儀探測到，比如紅外 線、紫外線、γ射線等。但是，宇宙中還存在不以電磁波方式傳播的物質，而這種物質也遵守能量守恆定律，能被探測到引力和重力，但人類就是看不見它們，而這 部分物質就叫做暗物質，而暗物質產生的能量就被叫做暗能量。

　　反物質

　　反物質已證實存在，但每次都來去匆匆

　　提出反物質和暗物質概念並不是科學家心血來潮，毫無根據地編出來的，而是人們已經實實在在地感覺到了它們。

　　陳鵬飛說，反物質已經不止一次地被科學家們探索到了，它們是的的確確存在的。上世紀二三十年代，就有科學家提出並發現了帶正電的電子，它們都是 在實驗室里被發現的，但存在時間都很短暫，因為反物質在遇到和它對應的正物質時就會湮滅，也就是消失或轉變為其他物質了。比如這次歐洲核子研究中心研究出 來的反氫原子，這38個人工製造的反氫原子被「保存」了大約0.17秒，因為一旦這些反氫原子遇到空氣中正常的氫原子，它們就會產生湮滅效應，消失不見 了。儘管如此，這個時間已經被認為是反物質存在時間較長的一次了，一般它們都是轉瞬即逝的。

　　所以，在地球上，是很難發現反物質的，一般都是在核實驗中才會出現。而在地球之外，這種物質是常見的，比如太陽上就有，因為太陽本身就是個不斷發生核反應的星球。但這些反物質也是轉瞬即逝，變成光和熱了。

　　反物質對人意義重大，關係到人的生死存亡

　　即便如此，人們雖然已經找到了反物質，但目前的發現還只是九牛一毛。陳鵬飛說：「我們現在只是知道了反物質的存在，但是還有很多關於反物質的問題沒有弄清，其中一個疑問就是宇宙中的反物質為什麼比想像中的少。」

　　現有理論認為，宇宙大爆炸將產生同樣數量的物質和反物質，也就是說任何事物都是「對稱」的。物質和反物質擁有相反的電性和磁場特性。當兩者相遇 便會發生「湮滅」，僅剩下「純粹」的能量。但假如真的這樣，那麼宇宙中就不應該存在任何物質。可事實上物質又確實存在著，而反物質倒是不見了，這又說明了 物質的「不對稱性」，這究竟是怎麼回事呢？而如果是對稱的，那反物質都跑到哪裡去了？這些都是我們還要不停探索的問題。

　　另外，如果在宇宙的某個角落發現了反物質，會對我們人類產生什麼影響？萬一我們碰到了反物質，我們能否有辦法不湮滅呢？比如哪天我們正好遇到了一個和我們人體組織相反的物質，那兩者相遇是否就會全都消失了呢？

　　暗物質

　　暗物質還沒「看」到，但能感覺到

　　而暗物質，我們探索它也有很重要的意義。陳鵬飛說，目前人類對暗物質的探索還是停留在理論階段，因為它們一直都沒有真正被發現。暗物質的尋找比 反物質困難多了，因為我們不知道用什麼辦法來探測它們，因為我們看不見它們，不知道它們是以什麼方式存在，也就不知道用什麼方法來探測它們。但它們又確確 實實地存在著。

　　陳鵬飛說，為什麼人類會提出暗物質的概念，是因為科學家在計算星球速度時發現了不對勁。就拿太陽來說，它圍繞著銀河中心以一定的速度在旋轉，這 是引力引起的，而根據它的速度，可以計算出銀河系中心應該存在多大質量的物質使它產生了這樣一個速度。但是經過計算，人們發現以太陽這樣的速度，銀河系中 心現有的物質根本無法產生這麼大的引力，而是需要更多的物質才能產生，但是這些物質究竟是什麼呢？為什麼我們觀察不到呢？

　　後來，天文學家又計算更大的星系團，發現依然出現這樣的問題，於是科學家們猜測，在宇宙中，還存在著人類目前無法看到的神秘物質，而且它們佔據的比例非常大，比現有我們能觀察到的多得多，可能要佔到90%左右。

　　宇宙中竟然有這麼一大部分的物質是我們人類不知道的，這對好奇心和探索心特濃的地球人來說是多大的一個打擊！所以，才有無數的科學家前赴後繼地致力於尋找暗物質，如果哪天我們發現了暗物質，那麼對之前我們所認識的宇宙，可能又將是一次新的大爆炸：

　　宇宙是否還是那個宇宙？人是否還是那個人？一切都充滿未知，一切都不再是浮雲。

　　同樣，對反物質的探索也是如此。