迄今实验上已知的“基本粒子”约有300多种，物理学家们认为其中一些可能更“基本”，未发现的粒子数目还会有很多。但不管是已发现的或是理论上预言的粒子，也不管它们多么“基本”，有一个共同的特点是：每一种粒子都有一种相应的反粒子。粒子和反粒子的质量相等，而其他一些性质（如电荷等）却正好相反。也有少数粒子的反粒子就是自身（如光子）。在比原子更小的基本粒子，尺度上粒子和反粒子是高度对称的，即它们总是形影不离，缺一不可。在高能加速器里它们也总是共同产生，机会均等。但一旦大于这个尺度，情况就大不相同了。环顾我们的周围，电子、质子、中子等“正”粒子构成了“正”原子，而“正”原子构成了地球、太阳系直到银河系内的一切物质。这些物质其实应更恰当地称为“正”物质。虽然原则上也应存在由正电子、反电子和反质子等“反”粒子组成的“反”物质，但是它们毫无踪影。这就出现了一种强烈的不对称性。这种情形和物理学中其他一些最基本的问题十分相似。例如时间，在微观世界里时间的过去和将来基本上是对称的。而在宏观世界里时间却总是向前流逝。这也是一种强烈的不对称性。

    既然尺度似乎和不对称性相关，让我们向更大的尺度延伸来看看情况如何。如果在更大尺度上物质和反物质对称地存在，那么我们周围世界的不对称性只是一种局部不均匀性，问题可能比较简单。然而银河系以外的星系究竟是由物质还是反物质组成目前无法判断。这是因为我们对遥远星系的知识完全来源于从这些星系来的光子，而光子的反粒子正好是它本身，因此即使星系完全由反物质组成，它们的光学性质还是与由物质组成的星系完全一样。如果将来能接受到星系的其他信息（如中微子），那么区别还是可能的。由于粒子和反粒子一旦相遇就要发生强烈的反应：正反粒子将“湮灭”，同时放出高能量的光子－V光子。即使反物质星系存在，它与物质星系之间必须由真空隔开，否则就要发生强烈的“湮灭”反应。现在已发现不少星系有或多或少的物理联系，但却从未发现有表征正反粒子湮灭反应的V光子辐射。据此，至少目前认为宇宙中的物质远多于反物质。

    为什么反物质会这么少呢？

    一种解释认为，宇宙创生时物质多于反物质的状况就已形成。这当然也不失为一种解释，但它只不过把解决问题的责任推诿给更神秘的宇宙创生。

    前些年，著名的物理学家温伯格等人把大爆炸宇宙学理论和摹本粒子的大统一理论结合在一起，试图提供另一种答案。在宇宙创生的最初一刹那，宇宙的温度极高，物质都以基本粒子的状态存在，且有强烈的相互作用。出于统计学上的考虑，正反粒子对称的状态——平衡态是最可能存在的状态。在大爆炸后10－35秒以后，温度降低，一种理论上预言存在的极高能粒子X（1～1014兆电子伏）不再产生，却向较低能量的重子衰变。粗略地说，重子是指质量和质子、中子差不多或更重的粒子。X粒子和它的反粒子衰变成重子的过程是不对称的。当它们随着温度的降低几乎完全衰变成重子时，产生了重子和反重子的比例为1000000001∶1000000000的微小不对称性。此后，重子和反重子以1∶1的比例湮灭，只剩下每10亿正反重子对中唯一多余的重子。正是这些多余的重子组成了我们现在所看到的宇宙中的绝大部分物质。据现在宇宙中存在的物质推算，这种多余的重子数目大约为1078个。

    上述的解释是一种逻辑严密的理论推测，但并未得到实验上的有力支持。一些从事实际观测的天文学家对这种高度自由和过多的臆测不满意，如天体物理学家邓克尔就曾说过，对粒子物理的研究，实验所能加上的约束少了一点。

    宇宙中反物质为什么这么少？其答案目前还隐藏在扑朔迷离的浓雾之中，也许我们还要等待许多年后才能得到它的确凿答案，但是可以相信，经过不断探索，宇宙中反物质少的真面目终究会出现在人们的面前。

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