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新研究:大爆炸前存在一个时间倒流镜像宇宙

www.creaders.net | 2022-04-04 15:50:41  大纪元 | 0条评论 | 查看/发表评论

  新研究提出在大爆炸之前存在一个时间反向流逝的宇宙。用这个理论可以解释什么是暗物质,和大爆炸理论中提到的瞬间暴胀(inflation)的问题。 

新研究:大爆炸前存在一个时间倒流镜像宇宙

  一些科学家认为在大爆炸之前还存在着一个时间倒流的对称宇宙

  据Live Science报道,物理学家发现这个宇宙从根本上说存在三种对称的特征。它们分别是电荷对称,即把发生互动粒子的电荷调换一下,互动过程结果一样;宇称,即一个互动过程的镜像版本也是一样;和时间对称,即按照倒转的时间运行一个互动过程,看起来也一样。这三个对称总称为宇宙的CPT对称。

  1月22日发表于预印网arXiv的一份研究提出,这个规律不仅适用于宇宙中的物质,其实对于整个宇宙来说,也是这样。这意味着,整个宇宙也有它的对称版本。《物理年鉴》(Annals of Physics)期刊已经接受了这份研究准备发表。

  按照这个理论,这份研究称可以衍生出很多有意思的结果,能回答很多现在无法解答的难题。

  第一,这个CPT对称的宇宙自然就会膨胀,并用粒子填充自己的世界,不需要现在大爆炸理论提到的“暴胀”阶段。这个阶段是大爆炸理论中提到的产生各种宇宙基础粒子的阶段,是大爆炸理论里面比较粗糙的一部分,存在很多问题。

  第二, 在这种理论下,现有的宇宙应该多出一种中微子。现在科学家认为中微子有电子、渺子(muon)和τ子(tau)三种味态。奇怪的是,所有的中微子都是左手性的。这里的手性以中微子自旋的方向与其运动方向之间的关系进行划分。而这个宇宙中其它的粒子都有左右不同的手性特征,所以物理学家一直在想,为什么见不到右手性的中微子。

  CPT对称宇宙理论就认为存在右手性的中微子,而且它的特点使得现在的物理实验观测不到它,并且,它和宇宙中其它的物质仅通过引力发生互动。

  这听上去就和物理学家一直在探寻的暗物质的特征不谋而合。科学家从现有理论推测,宇宙中存在大量暗物质,可是至今任何搜寻暗物质的实验都一无所获。

  这份研究称,按照CPT对称宇宙理论,现有的宇宙中就应该存在大量右手性的中微子。也就是说,这种理论认为暗物质就是由右手性的、第四味态的中微子构成的。

  当然,现在科学家探测不到这个时间倒流的对称宇宙——因为它存在于大爆炸之前。但是,研究人员只要进行几个实验,就能证明或否定这个理论。而这个理论一旦被证实,将对现有宇宙的探索具有重大意义。

  首先,这个理论认为现在已知的三个味态的中微子应该都是马约拉纳(Majorana)粒子。马约拉纳粒子一个最大的特点是,正反粒子都是自身。这和普通物质粒子不同,比如电子,它的反粒子是正电子。到目前为止,科学家不知道中微子是否具有马约拉纳粒子的这一特性。

  再者,他们预测其中一个味态的中微子应该是没有质量的。中微子质量非常小,但是科学家发现它们还是有质量的,现在科学家只能不断更精确地提出中微子质量的上限,并不能探测到它们具体的质量。如果将来能测量到中微子的质量,并发现三种味态的中微子都有质量,那么这个CPT对称宇宙的理论就不成立了。

  最后,也是上面提到过的,这个理论认为大爆炸后不存在所谓的“暴胀”阶段,宇宙自然地存在粒子在填充这个宇宙。这个也可以验证。大爆炸理论认为,暴胀阶段发出了大量的引力波,这也是现在科学家都在探索的领域。如果真像CPT对称宇宙所说的那样,那就没有这些来自宇宙早期的引力波。如果科学家一直都探测不到来自原始宇宙的引力波,那么就是支持CPT对称宇宙的另一个线索。

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