宇宙的总电荷是多少?

由于宇宙是无限的，因此不可能最终测量宇宙的总电荷. 然而, 物理定律, 局部测量的外推, 简单的推理似乎都告诉我们宇宙的总电荷恰好为零. 换一种说法, 宇宙中的正电荷和负电荷一样多. 得出这个结论的理论原因是电荷守恒定律. 由于宇宙结构的某些对称性, 孤立系统的总电荷总是守恒的. 这意味着孤立系统的总电荷在所有时间点都是相同的. 电荷守恒定律是最基本的, 严格的, 普遍规律. 在数以百万计的不同实验中, 从未有人违反该法律, 一次都没有. 此外, 这条定律是解释我们周围世界的唯一合乎逻辑的方式. 简而言之, 这条法律才有意义.

电荷守恒定律并不意味着电荷不能被创造或消失. 这只是意味着每次产生一些负电荷, 必须同时产生等量的正电荷，使系统的总电荷不变. 例如, 在众所周知的配对生产现象中, 伽马射线 (一种高能形式的光) 转化为一个规则物质粒子和一个反物质粒子，它是规则物质粒子的对应物. 由于反物质粒子总是具有与其常规物质对应物相反的电荷, 两个粒子的总电荷为零. 因此, 对产生不会改变系统的总电荷，因此符合电荷守恒定律. 作为更具体的例子, 伽马射线可以转变成电子和反电子 (即. 一个正电子). 电子所带的电荷为 -1 正电子的电子电荷为 +1. 通过产生电子和正电子而添加到系统中的总电荷为: +1-1 = 0. 关键是电荷守恒定律迫使我们这样一个事实，即每次从伽马射线中产生一个电子, 还必须创建正电子. 通过这种方式, 电荷可以产生和破坏，而系统的总电荷可以保持不变. 在实验室和大气宇宙射线空气簇射测量中经常观察到成对的产生.

那么电荷守恒与宇宙的总电荷有什么关系呢？? 根据现代科学, 宇宙开始于科学家所谓的大爆炸从无到有. 自从宇宙开始时一无所有, 它从零电荷开始. 因此, 电荷守恒定律告诉我们，宇宙的总电荷一定仍然为零.

从观察的角度来看，这是有道理的. 电磁力的范围与重力一样长，并且比重力强得多. 电磁力在天文尺度上没有发挥多大作用的原因是因为恒星和行星的总电荷为零. 如果地球和太阳都带有大的正电荷, 那么它们之间的电磁斥力将远远强于它们之间的万有引力. 在这种情况下, 地球不会围绕太阳运行，而是会被抛出太阳系. 卫星围绕行星形成稳定轨道的事实, 行星围绕恒星形成稳定的轨道, 恒星围绕银河系中心形成稳定的轨道是卫星的直接观测证据, 行星, 星星的总电荷为零. 自从月亮, 行星, 星星是组成宇宙的东西, 因此推断宇宙的总电荷为零是合乎逻辑的.

信用:HTTPS://wtamu.edu/~cbaird/sq/2016/01/11/what-is-the-overall-electric-charge-of-the-universe/