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電在世界上幾乎無處不在,，我們剛開始接觸物理的時候就學過,，絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電,。這些電來自于組成物質(zhì)的基本粒子，質(zhì)子帶正電,，而電子帶負電,。原子中質(zhì)子所帶正電荷和電子的負電荷是相互抵消的，所以一般物體整體上不顯電性,。但摩擦之后,，電子會從一個物體跑到另一個物體，使得兩者一個帶正電一個帶負電,。 在我們身邊,，正電荷和負電荷基本是平衡的，可如果把范圍擴大,，例如擴大到整個地球甚至整個宇宙,，負電荷和正電荷加起來是不是也正好抵消呢? 如果宇宙中反物質(zhì)和正物質(zhì)正好一樣多,，那問題就簡單多了。宇宙中每種粒子都有其反粒子,，質(zhì)量和其相同,，電性則恰好相反。例如反質(zhì)子帶的就是負電,，而正電子則是帶正電,。如果宇宙正如物理學家所喜愛的那樣對稱，正反粒子是一樣多的,，那么顯然正負電荷抵消,，整個宇宙是電中性的。 然而現(xiàn)實常常不是那么圓滿,，觀測證據(jù)顯示,，我們這個宇宙中反物質(zhì)就是要比正物質(zhì)少得多。粒子和其對應的反物質(zhì)粒子相遇的時候會發(fā)生湮滅,，兩個粒子完全消失,，轉化為純粹的能量，以伽瑪射線的形式釋放出來,。我們周圍的宇宙空間顯然是以普通物質(zhì)為主的,，如果遙遠的宇宙中有一塊區(qū)域是反物質(zhì)組成的，那么反物質(zhì)和普通物質(zhì)交界的區(qū)域就應該會不斷有粒子發(fā)生湮滅,，產(chǎn)生的光子應該可以觀測到,。 天文學家經(jīng)過多年努力，也沒有看到這樣的伽瑪射線,。既然宇宙中沒有那么多反物質(zhì),，我們就不能指望它們抵消掉正物質(zhì)的電荷了，宇宙也就不是天然電中性了,。到底整個宇宙帶什么電,，還需要分析一下宇宙中各種物質(zhì)都帶什么電荷。 現(xiàn)在我們知道,，宇宙中的物質(zhì)主要是成分尚且不明的暗物質(zhì),，普通的原子分子這類物質(zhì)所占比例很小。如果暗物質(zhì)帶電,，那么對整個宇宙的電性必然有很大影響,。不過，暗物質(zhì)之所以叫做“暗”物質(zhì),，就是它們根本不參與電磁力作用,，不會發(fā)光，這樣的物質(zhì)當然不可能帶有電荷。 所以要考慮宇宙帶什么電,，只要考慮暗物質(zhì)之外的普通物質(zhì)帶什么電就可以了,。如前面所說，組成行星之類天體的原子是電中性的,，原子核中質(zhì)子所帶正電荷和核外電子所帶負電荷正好抵消,。至于構成恒星的熾熱氣體，由于高溫,，電子已經(jīng)脫離了原子核,，不過電子帶的負電荷合起來和原子核帶的正電荷依然是相等的。 科學家覺得,，只靠這些分析,，這還是不足以說明整個宇宙范圍內(nèi)正負電荷數(shù)量相當。保不齊宇宙中哪個偏僻角落的星云中含的電子多出來一些,，導致其帶上了負電,。看來只靠推理恐怕難以得到一個有意義的結論,，研究者們想到,，如果統(tǒng)計一下從宇宙中來的帶電粒子是帶正電的多還是帶負電的多，不就可以反映出宇宙的電性了么? 要進行這樣的實驗,，地球不是一個適合的場所,。科學家們想到了利用月球作為實驗場地,，月球既沒有大氣也沒有磁場,，所以外來的帶電粒子它都是照單全收，不會拒之門外,。平時這些帶電粒子由兩部分組成,，一部分是來自于太陽的太陽風，另一部分則是來自于外太空的宇宙射線,。不過,，當?shù)厍蜻\行到太陽與月球之間的時候，月球會躲進地球磁場里面,，撐起了這把保護傘,，太陽風就吹不到月球上了,。但此時宇宙射線依然可以抵達月球,，這時候落到月球上的帶電粒子，就只是宇宙射線帶來的,。而這些來自太空深處的粒子,，應該也可以反映宇宙范圍的電荷成分。 結合阿波羅登月計劃和其他探測器得到的結果，科學家們驚訝地發(fā)現(xiàn),，來自宇宙深處的正電荷竟然要更多一些,，也就意味著宇宙中正負電荷不是平衡的，正電荷要多于負電荷,。不過,，現(xiàn)在的實驗精度有限，要真正確定宇宙帶什么電,，還有待進一步觀測,。 |
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