疯狂的新理论：大爆炸之前可能存在一个时间倒流的孪生宇宙

新浪科技讯 北京时间3月21日消息，疯狂据国外媒体报道，新大爆一个疯狂的理论流的孪生新理论认为，大爆炸之前可能存在着另一个时间倒流的间倒“反宇宙”，而这个“反宇宙”或许可以解释暗物质和宇宙暴胀。宇宙

该理论认为，疯狂早期宇宙极小、新大爆极热、理论流的孪生密度极大，间倒而且如此均匀，宇宙以至于其前后时间看起来都是疯狂对称的。如果该理论成立，新大爆那将意味着暗物质并不是理论流的孪生现在看起来的那么神秘，而只是间倒中微子的一种新的“味”。中微子又被称为“幽灵粒子”，宇宙只能存在于这样的宇宙中；而中微子的味代表了其不同的量子数，现在已知有三种味的中微子：电中微子、μ中微子和τ中微子。该理论还暗示，大爆炸后不久可能并不需要所谓的“暴胀”时期，使年轻宇宙的体积迅速扩大。

如果确实如此，那么未来科学家有望通过寻找引力波或确定中微子质量的实验，一劳永逸地回答镜像“反宇宙”是否存在的问题。

保持对称

物理学家已经在自然界中发现了一些基本的对称性。其中，最重要的三种对称是：电荷（如果将参与相互作用的所有粒子的电荷翻转为相反的电荷，结果仍将是相同的相互作用）；宇称（观察相互作用的镜像，会得到相同的结果）；时间（如果在时间上反演某个相互作用，它看起来是一样的）。

物理学上的相互作用在大多数时候都符合这些对称性，但也会出现例外。不过，物理学家从未观察到这三种对称同时被破坏的情况。如果你将自然界中观察到的每一种相互作用的物理量，包括电荷（C）、时间（T）和宇称（P），一起进行反向翻转，会发现这些相互作用的行为完全相同。

这组基本对称被称为CPT对称。在最近被《物理年鉴》（Annals of Physics）杂志接受发表的一篇新论文中，研究作者提议对这组对称进行扩展。通常情况下，CPT对称只适用于相互作用，即构成宇宙物理的力和场。但如果这是一种非常重要的对称性，那它可能适用于整个宇宙本身。换句话说，这个提议是将这种对称性从适用于宇宙的“演员”（力和场）扩展到“舞台”本身，即宇宙的整个物理对象。

暗物质的产生

我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。这个宇宙充满了大量粒子，发生着无数有趣的变化，而宇宙也随着时间的推移而向前不断演化。如果我们将CPT对称的概念扩展到整个宇宙，那么我们目前对宇宙的了解可能就很不完整了。

因此，为了在整个宇宙中保持CPT对称，就必须有一个镜像宇宙来平衡我们所处的这个宇宙。这个宇宙拥有相反的电荷，与我们的宇宙镜像翻转，并且在时间上反演。可以说，这是我们所处宇宙的“孪生宇宙”，而且这两个宇宙都遵循CPT对称。

研究人员接下来的问题是，如果存在这样一个宇宙，会导致什么结果呢？他们有了许多奇妙的发现。

首先，一个遵循CPT对称的宇宙会自然地膨胀，并充满粒子，而不需要所谓的“暴胀”时期。暴胀理论最早于1980年由美国物理学家阿兰·古斯提出，指的是早期宇宙一段空间膨胀呈加速度状态的过程。尽管有很多证据表明，像暴胀这样的事件可能确实发生过，但对该过程的理论描述却非常模糊，以至于科学家还有足够的余地提出可行的替代方案。

其次，一个遵循CPT对称的宇宙会增加一些额外的中微子。一个让科学家感到困惑的问题是，三种已知的中微子（电中微子、μ中微子和τ中微子）都是左旋的（指其自旋相对于其运动的方向）。物理学已知的所有其他粒子都有左旋和右旋的变体，因此物理学家们一直想知道是否存在右旋中微子。

一个遵循CPT对称的宇宙需要至少存在一种右旋中微子。但在物理实验中，我们基本上看不到这种中微子，它只会通过引力影响宇宙的其他部分。一种不可见的粒子充斥宇宙，并且只通过引力相互作用，这听起来很像暗物质。

研究人员发现，遵循CPT对称的条件会使我们的宇宙充满右旋中微子，这可能就足以解释暗物质的存在。

镜像宇宙的预言

我们永远无法接触到这个“孪生宇宙”，或者说CPT镜像宇宙，因为它存在于大爆炸“之后”，我们的宇宙开始之前。但是，这并不意味着我们不能验证这一想法。

研究人员发现，一些观察结果或许能支持这个想法。首先，他们预测，已知的3种左手性中微子应该都是马约拉纳粒子，意味着它们都是自己的反粒子（这与电子等普通粒子不同，电子具有对应的反物质，称为正电子）。就目前而言，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的质量设定上限。如果他们最终能够测量中微子的质量，而且其中一种中微子确实是无质量的，那将极大地支持CPT对称宇宙的观点。

最后，在这个模型中，暴胀事件从未发生过。相反，宇宙本身充满了粒子。物理学家认为，暴胀极大地震动了时空，以至于引力波充斥整个宇宙。许多实验都在寻找这些原始的引力波。但在CPT对称宇宙中，不应该存在这样的引力波。因此，如果那些对原始引力波的搜索结果最终毫无收获，那可能就意味着CPT镜像宇宙模型是正确的。（任天）

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