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两生花

2011-07-08 12:16 作者:苗千来源:三联生活周刊 2011年第28期
在宇宙的另一端,有可能存在一个和我们一模一样的自己,虽然我们永远都不能拥抱对方,从这个角度来讲,我们都不是孤单的。

在波兰导演克日什托夫·基耶斯洛夫斯基执导的电影《两生花》中,少女维罗尼卡问道:“你说,冥冥之中会不会有另外一个人和你一模一样,我们在这个世界上不是孤单的?”在电影中,后来她遇到了另外一个自己。虽然这类文艺电影与科学无关,但是物理学家很可能对这个问题给出一个和电影中非常相似的答案:是的,在宇宙的另一端,有可能存在一个和我们一模一样的自己,虽然我们永远都不能拥抱对方,从这个角度来讲,我们都不是孤单的。在宇宙的另一端可能有另外一个世界,那个世界和我们的世界看上去没有太大不同,但是当两个世界相遇,就会在瞬间变成宇宙射线,共同消失。因为可能存在的“另一个世界”是由反物质构成的,当反物质与物质相遇,就会发生湮灭,转化为伽马射线。

早在19世纪就曾经有人预言过反物质的存在,尽管这并非是建立在科学的基础之上,而是像在电影《两生花》中一样是一种直觉性的预言,因此也并未引起当时科学界的重视。直到20世纪,数学造诣极深的物理学家保罗·狄拉克(PaulDirac)在他推导出的狄拉克方程中通过数学手段首次预言了反物质的存在,但此时反物质仍然被当做是天方夜谭。事情的进展却出人预料地迅速,仅仅过了几年时间,美国科学家卡尔·安德森(CarlD.Anderson)就在研究宇宙射线的过程中发现了正电子,并且命名这种带正电的粒子为“Positron”(这是PositiveElectron的合写),他也因此成就获得了1936年的诺贝尔物理奖。这种正电子具有和电子相同的质量,但是带有正电荷,它是电子的反粒子。

两生花

很多物理学家都认为从上个世纪70年代发展起来的标准粒子模型是正确的,或者认为它即使不准确也不会与事实相差太多(虽然这个粒子模型并没有包含引力作用)。但是如果要我们列举这个模型的不完美之处,那么第一条就是:根据这个模型的预测,我们压根儿就不应该存在。根据标准粒子模型,整个宇宙大约诞生于137亿年前的一次宇宙大爆炸中,在这次大爆炸中大概产生了相同数量的光子、物质和反物质。物质和反物质就如同这次宇宙大爆炸中生出的两生花,几乎完全相同却带有完全相反的电量,这样的两种物质不能相容于对方,只要相互遇见便会发生湮灭而化作能量。根据理论模型预测,这样产生出来的两种物质,大概会在宇宙大爆炸发生一秒钟之后就相互湮灭,宇宙中只剩下光子在游荡而没有任何具有质量的物质或反物质。但是这显然与事实不符,我们现在还存在着呢!

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