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反物质
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我们知道，自然界的物质是由质子、中子和电子所组成的。但是20世纪30年代，带正电的电子被发现，人们开始意识到反物质的存在。事实上，任何基本粒子都有相应的反粒子存在。
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反物质的原子由带负电的原子核与带正电的电子组成。自然界有多少种物质原子，在反物质世界中就有多少种反原子，而且它们在结构上是没有区别的。更进一步说，大量反原子同样可以构成反物质的恒星和星系。但是，要分辨远处星系是由物质构成还是由反物质构成，并不容易。对于宇宙中是否存在由反物质构成的恒星或星系，目前只停留在理论上。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 镜面翻转的反世界
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科学家猜想，就像我们在照镜子时看到“镜中的我”一样，宇宙中有一个与我们的物质世界十分相像的反世界存在，它由反恒星、反星系等所有的反物质构成。
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当我们照镜子的时候，影像是翻转的，我们看到的是一个“反我”。
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反物质就好比是镜中翻转的物质，构成反物质的反原子由反电子、反质子等构成。
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电子带负电荷，质子带正电荷。而反电子是正电子，反质子是负质子。
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在自然界中寻找反物质难度很大，科学家们在实验室中制造出了正电子、负质子等反粒子，但是要将正电子与负质子组成反原子尚十分困难。
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假如宇宙中既有星系又有反星系，那么正反物质相遇时，就必然会湮灭。所以宇宙中是否有反物质天体存在，还是一个无法解答的命题。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895576]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 20 暗物质发现的经过 扎维奇的发现
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现在，暗物质已成为当代宇宙学和粒子物理学中最重要的研究对象之一。但是暗物质是我们看不见的，那么科学家们又是如何发现这些看不见的物质的呢？
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关于暗物质存在的推测
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20世纪30年代，瑞士天文学家弗里兹·扎维奇首先预言了暗物质的存在。当时他正在对后发座方向上一个能看见的星系团——后发座星系团进行研究。他对星系团中星系的运动产生出兴趣。通过观测，扎维奇发现星系在星系团中高速运动着。我们知道，地球卫星的速度一旦大于第二宇宙速度，就会脱离地球，飞入宇宙空间。同样还存在脱离太阳系的第三宇宙速度和脱离银河系的第四宇宙速度。