反物質消失，暗物質登場，神秘事件造就了現在的宇宙

首頁

2023/09/03 檢舉

對稱性被打破，暗物質或許是戈德斯通玻色子？宇宙大爆炸后突發神秘事

新研究表明，早期宇宙中的神秘一「擊」可能導致了暗物質的產生。

（圖源：馬克·加里克/蓋蒂圖片社-科學圖片庫）

關于宇宙有許多揮之不去的謎題，其中一個就是「萬物為何存在」。

這是因為在現今的宇宙中，物質和其反物質對應物在形成時應該數量相等，然后這兩種帶相反電荷的物質在接觸時會互相湮滅。因此，宇宙中的所有物質都應該一形成就立刻消失，即物質與反物質對應物接觸時，就立刻自我抵消。

但現實是湮滅并沒有發生。有新的研究提出假設：在宇宙的早期階段，曾經有一次神秘事件使物質的數量多于反物質，最終帶來了今天的不平衡局面。這種不平衡也可能導致了暗物質的產生。暗物質能夠吸引一切東西，并不跟光發生反應。

是意外還是宇宙「計劃好的」？

雖然我們不清楚暗物質到底是什麼，但可以肯定它是存在的。宇宙中80%的物質都是暗物質，其數量比例遠超過我們所能看見的恒星、星系、塵埃和氣體。

雖然暗物質在宇宙中是重量級的存在，但奇怪的是，它并不占主導地位。在物理學中，兩種力相互作用時，更強的一方最終都會占主導。除非這個過程中還有其他物理學起作用，否則兩個相互作用的力很少達到平衡的狀態。舉個例子，如果一顆巨星內部有引力和電磁力在相互作用，最終都會是引力勝出并使得恒星坍塌。

因此，「暗物質占宇宙質量的80%而非99.99999%、普通物質占20%而非零」這件事著實讓科學家們感到奇怪。如果平分彩票獎金用80/20這個比例，顯然不是對半的，但對天文學家而言，這個比例在我們的宇宙中卻代表著兩者數量相等。

圖解：宇宙中暗物質與可見物質的比例圖圖源：NASA（美國航空航天局）

而讓問題更棘手的是，據我們所知，普通物質的產生和暗物質的產生兩者毫無關聯。我們還無法得知暗物質在早期宇宙是如何出現的，但不管真相如何，它肯定都不屬于我們已知的物理學范疇。

至于普通物質，則是另外的一堆粒子。物理學家們猜想，在最早期的宇宙（誕生第一秒時），普通物質和反物質（跟普通物質一樣但帶有相反電荷）處于完美平衡的狀態。雖然這個平衡後來被打破了，但它在最初確實是存在的，因為在粒子對撞機中我們看到了這種對稱性，它可以復制早期宇宙的極端條件：如果存在一個能產生常規物質的高能量反應，那同樣地它也能產生反物質。