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宇宙中为什么会有物质存在?

科普小知识2021-09-30 21:02:42
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根据大爆炸理论,宇宙中的正电子、反电子、正电子、反夸克和其他基本粒子是由能量成对产生的。因为正电子和反质子相遇时都会淹没并变成能量,所以宇宙中应该只有能量,而且应该没有诸如恒星、行星、宇宙尘埃和星际气体之类的物质。在1956年以前,人们认为基本粒子服从电荷(C)、镜像(P)和时间(T)的对称性,也服从CP和CPT的联合对称性。1956年,李政道和杨振宁发现,限制物质衰变的弱核力会使粒子的镜像不同,即使这种对称性非守恒,这被称为“宇宙非守恒”。同年,吴健雄证实了这一现象。1964年,克罗宁和菲茨通过研究介子衰变发现,粒子衰变甚至不服从CP联合对称性。1967年,萨哈罗夫推断,由于基本粒子的共同对称性和非守恒性,正粒子和反粒子的衰变率略有不同,正粒子略多于负粒子。由此推断,在大爆炸中,每产生10亿个反粒子,就会产生10亿个正粒子,比反粒子多一个正粒子。因此,每10亿个正粒子和反粒子湮灭就留下一个正粒子,构成了今天宇宙中的物质。