就像一座山隱現(xiàn)在平靜的湖面上，似乎宇宙曾經(jīng)有過一個完美的鏡像。這是一個由加拿大科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在推斷宇宙大爆炸前后的規(guī)律后得出的結(jié)論。
物理學(xué)家便對宇宙大爆炸后幾秒鐘到現(xiàn)在的宇宙結(jié)構(gòu)都有很好的了解。在許多方面，當(dāng)時基礎(chǔ)物理學(xué)的運(yùn)作方式和今天沒有不同。但幾十年來，專家們一直在爭論，在這個微小、密度無窮大的物質(zhì)第一次向外膨脹的那一刻，發(fā)生了什么。他們通常假定基本物理原理在某種程度上發(fā)生了改變。
安大略省滑鐵盧市普里美特理論物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)的研究人員拉瑟姆·博伊爾(Latham Boyle)、基蘭·芬恩(Kieran Finn)和尼爾·圖羅克( Neil Turok)通過假設(shè)宇宙一直基本對稱且組成簡單，然后從數(shù)學(xué)上推斷出大爆炸后的第一個瞬間，提出了顛覆性觀點(diǎn)。
他們提出，以前的宇宙是我們現(xiàn)在的宇宙的鏡像，只是一切都顛倒了。在那里，時間倒流、粒子是反粒子。這并不是物理學(xué)家們第一次設(shè)想在大爆炸之前存在另一個宇宙，但之前他們一直認(rèn)為那是與我們自己的宇宙非常相似的獨(dú)立宇宙。
圖羅克在接受采訪時表示:“我們不是說大爆炸前有另一個宇宙，而是說，在某種意義上，爆炸前的宇宙實(shí)際上是爆炸后的宇宙的鏡像。”
博伊爾說：“這就像我們今天的宇宙在大爆炸中得到了反射。宇宙形成之前的那段時間實(shí)際上是大爆炸的反射?！?/p>
想象一下在這個相反宇宙中打碎一個雞蛋。首先，它完全由帶負(fù)電荷的“反”質(zhì)子和帶正電荷的“反”電子組成。其次，從我們的角度來看，它似乎是從一團(tuán)蛋黃到一個裂開的雞蛋，再到一個沒有裂開的雞蛋，最后進(jìn)入母雞體內(nèi)。同樣，宇宙也會從向外爆炸到大爆炸奇點(diǎn)然后到形成我們的宇宙。
但從另一個角度看，這兩個宇宙都是在大爆炸時產(chǎn)生的，并在時間上同時向前和向后爆炸。這種二分法為對困擾物理學(xué)家多年的問題提供了創(chuàng)造性解釋。首先，它會使大爆炸后宇宙的第一秒變得相當(dāng)簡單，消除了匪夷所思的專家三十年來用來解釋一些量子物理學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)模型棘手方面的多元宇宙和尺寸規(guī)格的必要性，這些量子物理學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)模型描述了一系列構(gòu)成我們的宇宙的亞原子粒子。
圖羅克表示：“理論家們創(chuàng)建了大統(tǒng)一理論(GUTs)——超對稱理論、具有額外維度的弦理論、多元宇宙理論，這些理論認(rèn)為有數(shù)以百計(jì)從未被觀測到的新粒子。人們基本上只是繼續(xù)提出理論。目前還沒有任何觀察到的證據(jù)。”
同樣地，波義耳認(rèn)為這一理論將為暗物質(zhì)提供一個更簡單的解釋。
波義耳接受采訪時說：“突然間，當(dāng)你接受這個對稱的，擴(kuò)展的空間/時間的觀點(diǎn)時，一個我們已經(jīng)認(rèn)為存在的粒子——右手中微子——變成了一個很有可能是純暗物質(zhì)的粒子。不需要有更多認(rèn)為是其他粒子的推測了。”(博伊爾指的是理論上的無菌中微子，它可以穿過普通物質(zhì)而完全不與之發(fā)生作用。)
科學(xué)家們說，這一新理論源于對物理學(xué)家近年來提出的匪夷所思的補(bǔ)充理論的不滿。圖羅克自己也參與拓展這些解釋，但他內(nèi)心深處渴望對宇宙和大爆炸做出更簡單的解釋。他們還表示，這種新理論具有可試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。這將是說服懷疑論者的關(guān)鍵因素。
加州理工學(xué)院宇宙學(xué)家肖恩卡羅爾(Sean Carroll)說：“如果有人能找到比現(xiàn)有的宇宙歷史更簡單的版本，那這就是進(jìn)步。雖不一定正確，但這意味著它值得研究。”雖然他沒有參與這項(xiàng)研究，但是其內(nèi)容有援引他的著作。他指出，目前大家認(rèn)為最有可能是暗物質(zhì)的粒子是大質(zhì)量弱相互作用粒子(WIPMs)，但其仍未被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在可能是考慮其他選擇的時候了，這些選擇中可能包括波義耳提到的右手中微子。但是，他也表示要說服他，還有很長的路要走。
加拿大團(tuán)隊(duì)明白這一點(diǎn)，他們說他們將按照模型提出可測量的且可測試的元素來驗(yàn)證他們是否正確。比如，他們的模型預(yù)測最輕的中微子實(shí)際上應(yīng)該完全沒有質(zhì)量。如果他們是對的，這可能會重塑我們對宇宙的看法。
圖羅克說：“這很具戲劇性。完全背離了過去30年物理學(xué)的發(fā)展方向，也背離了我們自己的研究。捫心自問，難道不會有更簡單的事情發(fā)生嗎?”
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