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美媒:宇宙某地,时光能够倒流?

美媒:宇宙某地,时光能够倒流?

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  参考消息网3月20日报道美国趣味科学网站3月16日发表题为《我们的宇宙或许有一个时间倒流的“双胞胎”》的文章,作者为保罗·萨特。全文摘编如下:

  一种新理论认为,可能存在另一个“反宇宙”,在那里时间倒流,退回到“大爆炸”之前。

  这种观点认为,早期的宇宙很小、炽热且致密——而且非常均匀,以至于时间看起来是对称的,有倒退和前进。

  如果真是这样,那么这项新理论意味着,暗物质并没有那么神秘。暗物质只是一种新的被称为中微子的“幽灵粒子”,只能存在于这种宇宙中。这一理论还暗示,在“大爆炸”后不久的膨胀期,年轻的宇宙会迅速膨胀。

  如果真是这样,那么未来搜寻引力波或确定中微子质量的探索可以一劳永逸地回答以下问题:这个镜像般的反宇宙是否存在。

  物理学家在自然界中发现了一组基本对称性。最重要的三个对称性是:电荷正负对称、宇称对称和时间反演对称。

  大多时候,物理相互作用都遵循以上对称性中的大部分,这意味着有时会存在违背这些对称性的情况。但物理学家从未发现同时违背这三个对称性的情况。如果你对自然界中观察到的每一次相互作用都进行反演,从电荷-宇称-时间三个维度同时进行,那么这些相互作用会有完全相同的表现。

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  这一基本对称性被命名为CPT对称性——“C”指电荷,“P”指宇称,“T”指时间。

  在最近发表于《物理学纪事》月刊上的一篇新论文中,科学家们提出扩展这一保罗·萨特组合对称性。通常,这种对称性只适用于相互作用——构成宇宙物理学的力和场。但也许,如果这是一种非常重要的对称性,那么它会适用于整个宇宙自身。换句话说,这种观点将这种对称性从仅仅适用于宇宙的“演员”(力和场),扩展到“舞台”本身,即将整个宇宙作为物理对象。

  我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。这个宇宙中充满了大量粒子,它们做着很多有趣的事情,宇宙的演变随着时间的推移而向前推进。如果我们把CPT对称性的概念扩展到整个宇宙,那么我们对宇宙的看法就并非全貌了。

  相反,一定有更多。为了在整个宇宙中保持CPT对称性,一定有一个镜像的宇宙来与我们的宇宙保持平衡。这个宇宙一定有我们的所有电荷的相反电荷,与我们成镜像,而且时间倒流。我们的宇宙只是双胞胎中的一个。综合起来看,这两个宇宙遵循CPT对称性。

  我们永远无法看到我们的“孪生兄弟”——CPT镜像宇宙,因为它存在于我们的“大爆炸”的“背面”,在我们的宇宙存在之前。但这并不意味着我们无法对这种想法进行验证。

  研究人员发现了关于这一想法的一些观测结果。首先,他们预测,已知的三种“左撇子”中微子都应该是马约拉纳费米子,这意味着它们是自己的反粒子。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,他们还预测,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的质量设置上限。如果物理学家能够最终测量中微子的质量,而且其中一种实际上是无质量的,那么这将极大地支持CPT对称宇宙这一概念。

  最后,在这个模型中,宇宙中自然而然就充满了粒子。物理学家认为,膨胀会使时空发生巨大震动,以至于使引力波充斥着整个宇宙。

  许多实验都正在搜寻这些原始引力波。但在一个CPT对称宇宙中,不应该存在这样的波。因此,如果搜寻原始引力波的努力无果,那么这或许是一条线索,因为它恰好说明这个CPT镜像宇宙模型是正确的。

【编辑:卞立群】
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