物理學家說:我們的宇宙在大爆炸之前可能存在過一個鏡像
280 觀看·2023年12月19日
物理学家对大爆炸后几秒钟的宇宙结构有着相当好的了解,一直延续到今天。在很多方面,当时的基本物理学和现在的一样。但专家们几十年来一直在争论第一刻发生了什么——当那个微小的、无限密集的物质点首次向外扩张时——常常假设基本物理学在某种程度上发生了改变。
安大略省滑铁卢市的Perimeter理论物理研究所的研究人员Latham Boyle,Kieran Finn和Neil Turok,通过假设宇宙一直是基本对称和简单的,然后数学地推断到大爆炸后的第一刻,颠覆了这个想法。这使他们提出了一个先前的宇宙,它是我们当前宇宙的镜像,只是一切都相反。时间倒流,粒子变成反粒子。这不是物理学家第一次设想大爆炸之前存在另一个宇宙,但那些总是被视为与我们自己的宇宙相似的独立宇宙。“我们不是说在爆炸之前有一个不同的宇宙,”Turok说,“我们是说,爆炸之前的宇宙实际上在某种意义上是爆炸之后的宇宙的映像。”
就像一座山峯
聳立在平靜的湖面上
宇宙似乎曾經擁有過一個完美的鏡像
這是一組加拿大科學家
在推斷大爆炸前後的宇宙定律後得出的結論
物理學家對大爆炸後幾秒鐘的宇宙結構
有着相當好的瞭解
一直延續到今天
在很多方面
當時的基本物理學和現在的一樣
但專家們幾十年來
一直在爭論第一刻發生了什麼
當那個微小的
無限密集的物質點首次向外擴張時
常常假設基本物理學
在某種程度上發生了改變
安大略省華鐵盧市的
Perimeter理論物理研究所的研究人員
Latham Boyle
Kieran Finn和Neil Turok
通過假設宇宙一直是基本對稱和簡單的
然後數學的推斷到大爆炸後的第一刻
顛覆了這個想法
這使他們提出了一個先前的宇宙
它是我們當前宇宙的鏡像
只是一切都相反
時間倒流
粒子變成反粒子
這不是物理學家第一次設想
但那些總是被視爲
與我們自己的宇宙相似的獨立宇宙
我們不是說在爆炸之前
有一個不同的宇宙
Turok說
我們是說
爆炸之前的宇宙
實際上在某種意義上
是爆炸之後的宇宙的映像
就像我們今天的宇宙
是通過大爆炸反射的
宇宙之前的時期
實際上是通過爆炸的反射
Boyle說
想象一下
在這個反宇宙中
敲碎一個雞蛋
首先
它完全由代附電的反質子
和帶正電的反電子組成
其次
從我們的時間角度看
它似乎會從一攤蛋黃
變成一個破碎的雞蛋
再變成一個完整的雞蛋
最後回到雞的體內
同樣
宇宙也會從向外爆炸
變成一個大爆炸起點
然後再爆炸成我們的宇宙
但從另一個角度看
兩個宇宙都是在大爆炸時創造的
並同時向時間的前後方向爆炸
這種二分法
爲一些困擾物理學家多年的問題
提供了一些富有創意的解釋
其中之一
它會使宇宙的第一秒相當簡單
消除了對奇異的多元宇宙和維度的需要
這些是專家們用了30年來
解釋量子物理學和標準模型的一些
棘手方面的東西
標準模型描述了
構成我們宇宙的亞原子粒子的動物園
理論家們發明了大統一理論
其中有數百種從未被觀測到的新粒子
超對稱性
帶有額外維度的弦理論
多元宇宙理論
人們只是基本上一直在發明東西
沒有任何觀測證據支持他們
Turk說
同樣
這個理論也爲暗物質提供了一個更簡單的解釋
Boyle說
突然間
當你採用這種對稱的
延伸的時空觀時
Boyle告訴Life Science
我們已經認爲存在的一種粒子
所謂的右手中微子
變成了一個非常整潔的暗物質候選者
而且你不需要引入其他更加推測性的粒子
Boyle指的是一個理論上的無均中微子
它會穿過普通物質
而不與之發生任何相互作用
科學家們說
這個新理論
是由對物理學家近年來提出的
奇怪附加物的不滿而產生的
Turk自己也幫助發展了這樣的解釋
但他深深地渴望一個更簡單的宇宙和大爆炸的解釋
他們還說
這個新理論有一個好處
就是可以被檢驗
這對於說服懷疑者至關重要
如果有人能找到一個比現有的更簡單的宇宙歷史的版本
那麼這就是一個進步
這並不意味着它是正確的
但意味着它值得一看
加州理工學院的宇宙學家Sean Carroll說
他在論文中被引用
但沒有參與研究
他指出
目前最受歡迎的暗物質候選者
若相互作用的大質量粒子
或WIMPS還沒有被發現
也許是時候考慮其他選擇了
包括可能是Boyle提到的右手中微子
但是
他說
他離被說服還有很長的路
他稱
這篇論文是推測性的
加拿大團隊理解這一點
他們將使用這個模型來提出可測量
可檢驗的元素
一看看它們是否正確
他們說
例如
它們的模型預測最輕的中微子
實際上應該是沒有質量的
如果它們是對的
它可能會改變我們看待宇宙的方式
這非常戲劇性
它完全與物理學
在過去30年的發展方向相反
包括我們自己
Turok說
我們真的問自己
難道沒有什麼更簡單的事情發生嗎

