新研究提出在大爆炸之前存在一個時間反向流逝的宇宙。用這個理論可以解釋甚麼是暗物質,和大爆炸理論中提到的瞬間暴脹(inflation)的問題。

據Live Science報道,物理學家發現這個宇宙從根本上說存在三種對稱的特徵。它們分別是電荷對稱,即把發生互動粒子的電荷調換一下,互動過程結果一樣;宇稱,即一個互動過程的鏡像版本也是一樣;和時間對稱,即按照倒轉的時間運行一個互動過程,看起來也一樣。這三個對稱總稱為宇宙的CPT對稱。

1月22日發表於預印網arXiv的一份研究提出,這個規律不僅適用於宇宙中的物質,其實對於整個宇宙來說,也是這樣。這意味著,整個宇宙也有它的對稱版本。《物理年鑒》(Annals of Physics)期刊已經接受了這份研究準備發表。

按照這個理論,這份研究稱可以衍生出很多有意思的結果,能回答很多現在無法解答的難題。

第一,這個CPT對稱的宇宙自然就會膨脹,並用粒子填充自己的世界,不需要現在大爆炸理論提到的「暴脹」階段。這個階段是大爆炸理論中提到的產生各種宇宙基礎粒子的階段,是大爆炸理論裏面比較粗糙的一部份,存在很多問題。

第二, 在這種理論下,現有的宇宙應該多出一種中微子。現在科學家認為中微子有電子、渺子(muon)和τ子(tau)三種味態。奇怪的是,所有的中微子都是左手性的。這裏的手性以中微子自旋的方向與其運動方向之間的關係進行劃分。而這個宇宙中其它的粒子都有左右不同的手性特徵,所以物理學家一直在想,為甚麼見不到右手性的中微子。

CPT對稱宇宙理論就認為存在右手性的中微子,而且它的特點使得現在的物理實驗觀測不到它,並且,它和宇宙中其它的物質僅通過引力發生互動。

這聽上去就和物理學家一直在探尋的暗物質的特徵不謀而合。科學家從現有理論推測,宇宙中存在大量暗物質,可是至今任何搜尋暗物質的實驗都一無所獲。

這份研究稱,按照CPT對稱宇宙理論,現有的宇宙中就應該存在大量右手性的中微子。也就是說,這種理論認為暗物質就是由右手性的、第四味態的中微子構成的。

當然,現在科學家探測不到這個時間倒流的對稱宇宙——因為它存在於大爆炸之前。但是,研究人員只要進行幾個實驗,就能證明或否定這個理論。而這個理論一旦被證實,將對現有宇宙的探索具有重大意義。

首先,這個理論認為現在已知的三個味態的中微子應該都是馬約拉納(Majorana)粒子。馬約拉納粒子一個最大的特點是,正反粒子都是自身。這和普通物質粒子不同,比如電子,它的反粒子是正電子。到目前為止,科學家不知道中微子是否具有馬約拉納粒子的這一特性。

再者,他們預測其中一個味態的中微子應該是沒有質量的。中微子質量非常小,但是科學家發現它們還是有質量的,現在科學家只能不斷更精確地提出中微子質量的上限,並不能探測到它們具體的質量。如果將來能測量到中微子的質量,併發現三種味態的中微子都有質量,那麼這個CPT對稱宇宙的理論就不成立了。

最後,也是上面提到過的,這個理論認為大爆炸後不存在所謂的「暴脹」階段,宇宙自然地存在粒子在填充這個宇宙。這個也可以驗證。大爆炸理論認為,暴脹階段發出了大量的引力波,這也是現在科學家都在探索的領域。如果真像CPT對稱宇宙所說的那樣,那就沒有這些來自宇宙早期的引力波。如果科學家一直都探測不到來自原始宇宙的引力波,那麼就是支持CPT對稱宇宙的另一個線索。#

------------------

請訂閱新官方YouTube頻道:
https://bit.ly/2XxPrsd

✅立即支持訂閱:
https://hk.epochtimes.com/subscribe
✅直接贊助大紀元:
https://www.epochtimeshk.org/sponsors
✅成為我們的Patron:
https://www.patreon.com/epochtimeshk