宇宙中存在“反物质世界”吗?若反物质大量存在

360影视 国产动漫 2025-09-05 16:37 2

摘要:“世界”是多义词,可用于指代地球、人类社会、宇宙等。截至 2025 年,没有证据支持当前可观测宇宙里存在由反物质聚集而成的、密度和规模相当于地球或更大的天体。

“世界”是多义词,可用于指代地球、人类社会、宇宙等。截至 2025 年,没有证据支持当前可观测宇宙里存在由反物质聚集而成的、密度和规模相当于地球或更大的天体。

在当前历史阶段,我们通过观测与推理判断某个天体是否由反物质构成。

首先 ,在地球上和地球附近接收到的宇宙线里,反物质粒子的量远少于物质粒子。原始宇宙线里的反物质粒子占比不到 1%、缺少相对容易归因于反物质恒星的反氦原子核,这少得可怜的反物质粒子还有相当一部分是物质组成的中子星制造的,这显示反物质在我们附近的宇宙中的量压倒性少于物质。

其次 ,天文观测到的恒星放出的宇宙线(尤其是中微子和反中微子)可以说明恒星内部进行的核反应是物质还是反物质在参与。现在没有发现任何确定的反物质恒星。

太阳进行的质子-质子链反应产生中微子,太阳上的一些同位素衰变和中微子的 spin-flavor precession 产生少量的反中微子,二者的比例相去甚远。反物质恒星放出的中微子与反中微子会有倒挂的比例。

进而 ,物质组成的恒星放出的恒星风也以物质粒子为主。如果在物质组成的恒星附近存在由反物质组成的天体、星云、星际物质,那么以物质粒子为主的恒星风应该和这些天体发生大量湮灭、持续放出可被现有技术观测且 不能被其他原理解释 的伽马射线。

现实是,我们没有观测到这样的持续释放的伽马射线。于是,可以判定上述恒星附近的天体、星云和星际物质也是物质。

同样地,在这些星云和星际物质中也没有观测到这样的伽马射线源。

那么 ,你就可以去考察被这些星云和星际物质包围的天体:如果那些天体是反物质组成的,那么伽马射线在哪里。

银河系内没有发现可以确定地归因于反物质天体的伽马射线输出,反物质确实是有的,少就是了:

银河系中心附近存在正电子源。

对反物质来说这算是大新闻、被某些新闻媒体称为反物质喷泉,但这点正电子的质量跟它们周围的物质比起来微不足道。

1974 年,澳大利亚天文学家 Leventhal 等在赛丁泉以高空气球为载具进行高能天体物理实验,在银河系中心方向发现 511keV 谱线:

eV 表示电子伏特,1 电子伏特=1.60218E-19 焦耳。511keV 是电子和正电子湮灭释放出的两个相同能量的光子具有的能量,证明银河系中心有个正电子源。最近几十年,人们用各种手段观测了这一现象,认为它可能跟银河中心附近各种天体狂暴的交互活动有关。这是截止 2011 年存在的可能解释:

银河中心的反物质云伽马射线图像:

1991 年 4 月 5 日发射的康普顿伽马射线天文台检测到的电子-正电子湮灭伽马射线:

2021 年发表的一篇文章从费米伽马射线空间望远镜的观测数据里找到 14 个或许能用反物质恒星解释的伽马射线源,给出太阳系附近每百万个恒星至多有 2.5 个是反物质恒星的估计 [1] 。这些伽马射线源还有其他解释。如果它们真的是反物质恒星,那么读者可以预期会观测到来自它们的反中微子大幅多于常规恒星之类证据。而且,为了让这些伽马射线源是反物质恒星,论文作者需要特殊的宇宙演化过程。

银河系外的情况也是一样的。以当前观测数据,丝状结构里找不到任何成规模的反物质天体存在的迹象。

为了 让一个反物质恒星能够岁月静好地存在、没有可检测的迹象,你需要星系团乃至超星系团规模的反物质天体集群来隔绝其周围的物质,并将到地球的距离拉大让我们难以观测。但这会导致不时起爆的反物质超新星暴露其反物质性质。现在也没有已知机制能在早期宇宙里将如此多的反物质跟物质分离开。

1987 年 2 月,人类观测到超新星 SN 1987A 从大麦哲伦云射来的 25 个中微子。 2018 年,一篇文章提出,下一代中微子探测器可以观测到来自仙女座星系或更远的超新星中微子。

来源:晚晚的星河日记一点号

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