当前位置:首页>入围博克体计划>把CPT守恒推广到全宇宙:如果存在一个反宇宙,则暗物质立刻就不再神秘

把CPT守恒推广到全宇宙:如果存在一个反宇宙,则暗物质立刻就不再神秘

热帖

在大爆炸之前,可能存在另一个“反宇宙”。

这一假说认为早期宇宙很小、很热、很稠密——而且如此均匀,以至于时间看起来前后对称。

新理论意味着暗物质并不那么神秘。它只是一种新的中微子(味)——存在于反宇宙中。依据该理论,在大爆炸后,宇宙不再需要所谓的暴涨期。

物理学家已经确定了自然界中粒子的基本对称性。三个最重要的对称性是: 电荷(两个带电体的正负电荷若同时颠倒,库伦力的相互作用不会发生任何变化。);镜像手性;和时间(对单一的微观粒子而言,如果“倒放”它的运动,我们是无法察觉到的。但是倒放一段记录生活视频,我们则会立刻发觉异常)。

物理对象在大多数情况下都遵循这些对称性——这意味着有时会出现违规行为。但是物理学家从未观察到同时违反所有三种对称性的组合。如果你把自然界中观察到的每一个相互作用都翻转过来,镜像翻转、正负电性颠倒并逆时间运行,最终的相互作用后果就和原来的完全一样。

这种基本对称性被命名为:CPT 对称性,用于电荷 (C)、宇称(P) 和时间 (T)。

在最近被《物理学年鉴》接受一篇新论文里,科学家们提议把CPT 对称性放到宇宙层面。通常这种对称性只适用于相互作用——构成宇宙力和场。但也许,它是最基本的对称性,适用于整个宇宙本身。换句话说,这个想法将这种对称性从仅适用于宇宙的“演员”(力和场)扩展到“舞台”本身,即宇宙的整个物理对象。

创造暗物质

我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。这个宇宙充满了粒子,而宇宙的演化也在时间上向前推进。如果我们将 CPT 对称性的概念扩展到我们的整个宇宙,那么我们对宇宙的看法就不可能是全貌。

相反,必须有更多。为了在整个宇宙中保持 CPT 对称性,必须有一个镜像宇宙来平衡我们自己的宇宙。反宇宙里的物质,电荷与我们相反(电子带正电荷,质子负电荷),事物镜像翻转(反宇宙里的你我都是左右颠倒的),并时间倒流(相对我们的时间方向而言)。我们的宇宙只是双胞胎中的一个。总之,这两个宇宙服从 CPT 对称性。

研究人员接下来想知道,这样一个宇宙的后果是什么。

他们发现了许多奇妙的东西。

一方面,一个尊重 CPT 的宇宙会自然膨胀并充满粒子,而不需要长期理论化的宇宙暴胀。虽然有很多证据表明发生了像暴胀事件,但该事件的理论图景却非常模糊。它是如此模糊,以至于有足够的空间来提出可行的替代方案。

其次,一个尊重 CPT 的宇宙会添加一些额外的中微子。有三种已知的中微子味:电子中微子、介子中微子和τ中微子。奇怪的是,所有这三种中微子味都是左旋的(用左手定则确定自旋方向)。物理学中已知的所有其他粒子都有左旋和右旋两种,所以物理学家长期以来一直想知道是否还有额外的右旋中微子。

一个尊重 CPT 的宇宙将要求至少存在一种右旋中微子物种。但它们在物理实验中基本上是不可见的,只会通过重力影响宇宙的其他部分……听起来很像暗物质。

研究人员发现,遵守 CPT 对称性所施加的条件将使我们的宇宙充满右旋中微子,足以用于解释暗物质。

镜子里的预言

我们永远无法接触到我们的孪生兄弟,CPT 镜像宇宙,因为它存在于我们的宇宙开始之前。但这并不意味着我们不能测试这个想法。

研究人员发现了可以检验的理论后果。一方面,他们预测三种已知的左旋中微子应该都是马约拉纳粒子,这意味着它们是它们自己的反粒子。到目前为止,物理学家还不确定中微子是否具有这种特性。

此外,他们预测其中一种中微子应该是无质量的。目前,物理学家只能对中微子质量设定上限。如果物理学家能够最终测量中微子的质量,并且其中一个确实是无质量的,那将极大地支持 CPT 对称宇宙的想法。

最后,在这个模型中,宇宙暴胀从未发生过。相反,宇宙自然而然地充满了粒子。物理学家认为,暴胀震动时空的程度如此之大,以至于它用引力波淹没了宇宙。许多实验都在寻找这些原始引力波。但在 CPT 对称宇宙中,不应该存在这样的波。因此,如果对原始引力波的搜索结果为空,就进一步支持了 CPT 镜像宇宙模型。

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

给TA充能
共{{data.count}}人
人已充能
三生万物奖天体科普奇点妙想

直径仅500公里,却最有希望孕育生命,土卫二有何特殊之处?

2022-3-22 14:13:26

三生万物奖奇点妙想

黑洞有毛?或许能终结霍金的黑洞信息佯谬

2022-3-24 21:30:02

33 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 单纯迎毛衣

    科学的探讨与研究;其本身就含有至美;其本身给人的愉快就是报酬;所以我在我的工作里面寻得了快乐。

  2. 百褶裙完美

    任何时候;我也不会满足;越是多读书;就越是深刻地感到不满足;越感到自己知识贫乏。科学是奥妙无穷的。

  3. 紧张保卫舞蹈

    在科学上最好的助手是自己的头脑;而不是别的东西。

  4. 糖豆懦弱

    要学会做科学中的粗活。要研究事实;对比事实;积聚事实。

  5. 墨者

    科学地探求真理;要求我们的理智永远不要狂热地坚持某种假设。

  6. 皮皮娘

    无数事实说明;只有把全副身心投入进去;专心致志;精益求精;不畏劳苦;百折不回;才有可能攀登科学高峰。

  7. 原来是茜公举殿下呀

    社会主义是科学和文化的社会。要成为社会主义社会的当之无愧的成员;应当努力地和好好地学习;获得很多的知识。

  8. 精明有枕头

    科学的探讨与研究;其本身就含有至美;其本身给人的愉快就是报酬;所以我在我的工作里面寻得了快乐。

  9. 日记本美好

    在科学工作中;不愿意越过事实前进一步的人;很少能理解事实。

  10. 青衣

    任何人都承认实验是科学之母;这是确定不移的真理;谁也不会否认。

  11. 白开水大胆

    社会一旦有技术上的需要;则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。

  12. cos蠢沫沫

    科学书籍让人免于愚昧;而文艺作品则使人摆脱粗鄙;对真正的教育和对人们的幸福来说;二者同样的有益和必要。

  13. 柠檬从容

    科学上没有平坦的大道;真理的长河中有无数礁石险滩。只有不畏攀登的采药者;只有不怕巨浪的弄潮儿;才能登上高峰采得仙草;深入水底觅得骊珠。

  14. 含糊扯小甜瓜

    科学既是人类智慧的最高成果;又是最有希望的物质福利的源泉。

个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索