宇宙中含有哪些物质（宇宙空间真的是虚无的吗）

很多人都认为，宇宙实际上是虚无的，因为我们一眼望去什么都看不见。而在科学家眼里，宇宙实际上是一个被物质填满的空间。只不过这些物质肉眼不可见，甚至包括目前所有的探测设备都无法发现和呈现这些物质。下面，奇闻之旅的小编就为大家介绍一下宇宙中包含有哪些物质。在科学家看来，宇宙一开始既有物质又有反物质，后来就只剩下了物质，这是为什么？这个问题是物理学中最难解的奥秘之一。几十年来，理论物理学家提出了许多可能的理论，其中大多数涉及到宇宙中某些未知粒子的存在。就在不久前，科学家们宣布了一些很有吸引力的发现，指向了一种可能的解释理论，不过他们的数据并未给出明确的结果。无论最终的答案如何，这个问题的解决可能会告诉我们更多，比如揭示宇宙最早时期的秘密，甚至将现有的物理学与看不见的暗物质联系起来，而不仅仅是解释宇宙为什么由物质组成。大多数关于物质是如何在数量上完全压制反物质的理论可以分为两大阵营。一种理论是电弱重子数产生机制。该理论假设了另外的希格斯玻色子版本，而希格斯玻色子与一切物质如何获得质量有关。如果存在其他版本的希格斯玻色子，那它们可能就会在宇宙早期引发一场突然的相变，类似于水从液体到气体的转变，进而导致宇宙中物质略多于反物质。当物质和反物质接触时，它们会相互湮灭，因此年轻宇宙中的大部分物质都会消失，只留下少量剩余物质，形成我们周围的星系、恒星和行星。另一种主导的理论是“轻子生成理论”，其基础是中微子。这些粒子比夸克轻得多，飘渺地穿过宇宙，几乎从不会停下来与任何东西发生作用。基于这些性质，我们设想在已知的常规中微子之外，还存在着非常重的中微子，它们是如此庞大，以至于只能由大爆炸后的巨大能量和温度形成，而当时的宇宙温度极高，密度极大。该理论认为，当这些粒子不可避免地分裂成更小、更稳定的粒子时，它们可能会产生比反物质稍微多一点的物质，从而形成我们今天看到的这种不对称的情况。最近，日本T2K实验的科学家们宣布了一个消息，为轻子生成理论提供了很有前景的证据支持。这个实验观察到，中微子在地下300公里的传播过程中，在三种不同的味之间发生变化——这种中微子特有的能力被称为振荡。T2K实验的研究人员在中微子中发现了比反中微子更多的振荡，表明两者不单单是互为镜像，而且在实际行为上也有所不同。粒子及其对应的反物质之间的差异被称为“CP破坏”，被认为是探索宇宙诞生后物质如何超越反物质的重要线索。该实验目前已经以95%的置信度排除了中微子没有CP破坏的可能性，这也暗示了中微子允许显示出CP破坏的最大可能性。不过，我们还需要更多的数据，也许还需要未来进行更多实验，才能精确地测量中微子和反中微子之间的差异。即使物理学家最终发现了中微子的CP破坏，他们也不可能完全解决宇宙中缺乏反物质的问题。这样的发现对于证明轻子生成理论是“必要的，但还不够”。该理论的另一个要求是，中微子和反中微子其实是同一种粒子。这种明显的矛盾可能吗？物质与反物质除了电荷相反之外，其他特征都是相同的，因此没有电荷的中微子可能同时具有这两种性质。如果这种可能性被证实，那也就可以解释为什么中微子这么轻——大约不到电子质量的六万分之一。如果中微子和反中微子是一样的，它们可能不会像大多数粒子那样通过与希格斯场（与希格斯玻色子有关）的相互作用而获得质量，而是通过另一种称为跷跷板机制（seesaw mechanism）的过程。它们微小的质量与早期宇宙中产生的重中微子的质量成反比，一个上升，另一个就下降，就像跷跷板一样。就人类本身而言，宇宙具有太多难以揣测和理解的问题。而这些问题，大多关乎于宇宙的起源、天体的诞生等诸多重要关联。可惜的是，相比于宇宙而言，人类目前的科技水平显得微不足道。