反物质宇宙存在吗(宇宙之外有一个反物质宇宙)
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宇宙的旋转牵引着时间和空间,导致了时间和空间的扭曲。
腾讯新闻(Everett/编译)据国外媒体报道,英国华威大学的物理学家从宇宙岛自转的角度建立了一个覆盖整个宇宙岛的时空模型,旨在解释粒子物理学中的一个突出问题为什么在宇宙诞生之初,物质和反物质可以在宇宙中共存。这个问题就像一扇通向宇宙终极奇观的门,门后可能藏着“上帝的奥秘”。物理学家想象一个“纯”的宇宙在这个设想的宇宙中,所有的物理定律都可以适用于宇宙的任何地方,它具有很强的普适性。宇宙粒子和反粒子的行为也以同样的方式运动。
,在最近的粒子物理实验中,发现K介子和B介子在物质和反物质的衰变中表现出显著的差异。这是一个证据,叫做“电荷宇称守恒”。这个证据的发现对于粒子物理学家来说应该是一个尴尬的现象,因为在弱相互作用下宇称守恒的观点提出后,物理学家推导出了“电荷宇称守恒”(CP守恒)的观点,这个观点并不能解释我们宇宙中物质存在的问题。也就是说,理论上,宇宙诞生后产生的是同样的物质和反物质。我们也知道物质和反物质相遇会湮灭。如果这样推断,现在的宇宙就什么都没有了。
英国华威大学物理系马克哈德利(Mark Hadley)博士认为,他找到了一个关于电荷宇称不守恒的可验证证据,不仅能保持宇称偶性,还能使电荷宇称不守恒理论合理解释宇宙诞生后物质与反物质之间的问题。
哈德利博士的论文已经发表在《EPL》(欧洲物理快报)上,论文介绍了CP破坏的一个来源(CP对称性被破坏),这与克尔度规的不对称性有关。也认为研究人员忽略了一个重大影响,那就是我们宇宙岛的自转会对亚原子粒子的衰减产生重大影响。
按照现在粒子物理的观点,我们的宇宙在根本意义上是不对称的,在弱相互作用中,存在明显的左右不对称,在K介子系统中存在更小的CP对称性破坏。上述观点在已有的粒子物理实验中有所体现,但没有解释。其中一个可能的真相是,我们星系自转的效应造成了我们时空的扭曲,这足以影响对实验结果的评价。如果时空的扭曲足以影响实验结果,那么就不可能认为我们的宇宙在某种程度上是根本对称的。对于这个相当“奇特”的预测,CERN一直在收集相关数据,以证明宇宙岛的旋转对结果有多大影响。
对于宇宙岛自转的影响,这是一个容易被忽略的问题。因为我们一直处于地球和恒星的引力场中,这是最直接的感受,整个星系在某种程度上对我们的影响并没有那么显著。但哈德利博士认为,整个宇宙岛产生的引力场会扭曲宇宙岛内部的时空,这其中自然包括不变的宇宙岛,这种时空扭曲效应的影响不容忽视。如此巨大的宇宙岛的自转速度和角动量将宇宙岛内部的时空拖动,导致时空形状的变形和时间的膨胀效应。
而且整个宇宙岛的自转对我们地球周围时空的作用比地球本身的自转强100万倍。在B介子衰变中观测到CP破坏时,这是一个关键现象,有助于解释同一粒子物质和反物质的分裂是基于不同的衰变率。,奥秘在于即使研究人员观察到衰变的巨大差异,当这些衰变率相加时,研究人员可以得到与物质和反物质在同一粒子中分裂的条件下相同的值。
哈德利博士认为,我们银河系自转对时间和空间的“拖曳”效应理论可以解释目前观测的所有问题。在同粒子物质和反物质的分裂中,它们不仅在镜像中可以对称,在其他结构中也可以对称。对于那些粒子的衰变,这个观点也不是完全没有道理。这种衰变的机制可能始于“镜像”时刻。银河系自转产生的“拖拽”效应是显著的,它造成的时空扭曲足以造成每个粒子的结构不同,使其经历不同的时间膨胀效应,这就是衰变以不同方式发生的道理。
也就是说,每个粒子衰变时,必须考虑时空扭曲导致的不间膨胀的整体效应,CP破坏和对称性守恒的消失也应该与此有关。这个理论的另一个亮点是可以检验,预测的现象也可以检验。在CERN,已经收集了一个大规模的数据阵列,显示衰变过程中存在CP损伤,可以测试宇宙岛自转引起的“拖拽”效应。
目前,粒子物理学家正在研究像银河系这样大的宇宙岛对实验中观测到的CP损伤有多大影响。也为那些理论家打开了一扇门用CP破坏这个非常实用的工具来解释我们的宇宙之初物质和反物质是如何分离的,如何形成我们现在看到的物质宇宙。事实上,银河系自转引起的时空拖曳和时间膨胀对粒子实验的影响是不可忽视的。在非常早期的宇宙中,可能有足够的质量和旋转来产生时空拖拽,这种效应会对物质和反物质的分布产生重大影响。
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