那麼,那些該有卻不在的反物質都到哪裏去了呢?在實驗室中,每造出一個粒子,就必有一反粒子。照理說,宇宙中的物質與反物質之比該是一比一,但多次觀測的結果卻排除了這種推斷。有些天體物理學家提出一種假說,認為物質和反物質不知怎麼彼此分離開來,彼此天各一方了。這些天體物理學家試圖以這種假設來解釋反物質的失蹤之謎。或許,一些星係是由反物質組成的,另一些星係是由物質組成的。然而,迄今為止,還沒有人提出過令人信服的物質與反物質的分離機製。因而,對稱宇宙論失寵了。
於是,那些堅持認為大爆炸與宇宙創生是一回事的科學家們,顯然就必得假定,某一超自然的過程以違反一切物理學定律的方式,把沒有反物質相伴隨的物質注入進宇宙,然而,“在奇點處一切定律都失去了效用”這一類的含糊其辭,並不能減輕人們的疑慮。
但最近,出現了一條或許能走出這一困境的路徑。盡管在實驗室條件下,物質和反物質總是成雙產生的,但在大爆炸的超高溫條件下,很可能可以多出一點點物質。那種試圖對自然界的四種基本力給予一個統一的描述的理論研究,使人們產生了上述的想法。根據理論計算,在溫度高達1027度時(這一溫度隻能在宇宙創生的頭10—36秒才能達到),每產生10億個反質子,同時就會產生10億零1個質子。同理,電子也會比正電子多出10億分之1。
雖然隻多出這麼一小點,但其意義卻十分重大。在後續的大廝殺中,10億成對的質子和反質子彼此湮滅,留下了一個未配對的質子和一個孤立的電子,這些近乎是大自然計劃外的添加物的剩餘粒子,就變成了後來構成所有星係的物質,所有的恒星和行星,還有我們人類本身,都是由這些物質構成的。根據這一理論,我們的宇宙是由微量剩餘的非均衡物質構成的,這些物質是那難以想像的瞬間大爆炸的殘留物。
如同一切好理論一樣,物理學家們覺得,這樣解釋物質的起源有相當的說服力。那麼,到哪裏去找可靠的證據呢?
現在似乎有了兩個可驗證的計算結果。第一個結果與大爆炸之初的10億粒子與反粒子大規模互相湮滅有關。10億粒子和反粒子相互湮滅之後,還會剩下一個多餘的粒子,同時,伴隨湮滅所釋放出的能量也必會留存下來,很可能就是以熱的形式留存下來。正如我們在前麵的一章裏講到的那樣,宇宙確實是浸泡在大爆炸所留下的熱輻射裏。那麼,把每一現存的原子的熱能加起來,看看其數目是否與十億分之一的計算相符合,這是很簡單的事。結果發現數字的確相符,至少可以用很說得通的模型來找出一致性。因此,這一理論不但解釋了物質的起源,而且也說明了宇宙的確切溫度。這確實是項了不起的成就。
然而,還需要更進一步的證實,才能夠有把握地宣布物質的創造不是來自神。假如實驗室能夠提供某種直接的證據,證明物質與反物質之間確有明顯的不對稱,那將會最讓人信服。我們很可能快要幸運地獲得這樣的證據了。
預言物質生產會有微量剩餘的理論,也同樣預言:根據產生微量剩餘物質的機製,也會有物質的自發性微量毀滅。這種理論認為,在極長的時間裏,質子會衰變成正電子,而正電子會進而湮滅電子。這樣,一切物質最後注定要歸於消失。但其時間尺度是如此之長,以致一個人的身體在其一生中平均才失掉大約一個質子。為了驗證這一理論,科學家們正在地下深處(為的是消除宇宙線的幹擾)研究觀察極大量的物質,試圖揪住一個正在消失的質子。因為這樣的研究觀察過程從根本上說是統計性的,所以要耐心的等上幾個星期才能觀測到偶然的反常衰變,要知道,一個質子的平均壽命至少是1030年。這研究觀察過程的原理就是堆積起成千上萬噸的物質(這些物質就代表著大量的質子),以找出偶然的隨機事件。現在,正在進行著好幾個這樣的試驗,而其中至少一個實驗已經顯示出一些可能的質子衰變事件。