← 之前发现的三颗系外行星其实是小恒星今日好价 0322 →

13

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

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。

https://www.livescience.com/mirror-universe-explains-dark-matter

赞一个 (12)