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物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙


2017/6/29  编辑:admin 来源:本站整理
想像一下, 就在死后醒来, 接着经历我自己年老的岁月, 直到变得够年轻来拥有一份工作, 之后真的希望有一天能上大学。 这就像是在“镜像(mirror)”宇宙中的生命, 和我们自己的宇宙完全相反的。 根据记录两组物理学家表示, 我们的宇宙有可能有一个双胞胎, 时间在那里是向后移动的。
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
当然, 这还全都是理论而已。 但这个理论回答了物理学会一直不断在努力解决处理的一些可以说是问题。 一个问题是, 如果在大爆炸期间, 宇宙是由等量的物质和反物质所组成, 那么所有的反物质在哪里呢?
Paul Dirac在1928年最先是提出反物质。 从那时起, 物理学家发现一连串的反粒子。 这些反粒子是出现在宇宙其他地方的高能量碰撞期间, 而且也出现在粒子加速器内, 例如欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机。
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
反物质出现在欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)实验。 但在自然界中, 它是很奇怪地消失不见。
在1964年的一项实验中, James Cronin和Val Fitch证明, 由于弱核力违反这个模型的不复杂理由, 您再也不能够有一个反物质宇宙。 有一段时间大家也都认为是这样子。
然后在2004年, 加州理工学院的两位科学家, Sean Carroll教授和他的研究生Jennifer Chen, 藉由试图解决另一个基本物理学问题, 为什么时间只是在一个方向移动, 重新启动了镜像宇宙理论?
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
在调查过程中, 他们最后创造出一个向两个相反方向射出的大爆炸模型。 在我们的宇宙, 一切都是由物质组成, 而在镜像宇宙, 则是反物质。
当时间在一个宇宙中朝着一个方向前进时, 它在另一个宇宙则会向后移动。 但从镜像宇宙来看, 时间在我们的宇宙会像是向后移动, 这就让人想要提出一个问题, 究竟谁才是在向后移动的宇宙里, 是我们还是他们?
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
一般来说, 当我们谈到时间时, 我们会考虑热力学第二定律(Second Law of Thermodynamics), 特别是熵(entropy)。 这是在一个系统system中, 最后会瓦解系统的混乱的量, 无论是引擎、电脑、恒星 还是人体。 熵会以指数式来增加, 直到它迟早把整个系统消耗为止。 但Carroll和Chen决定专注在重力, 而不是熵。
只研究1千个粒子, 并使用牛顿物理学, 他们能够证明这种双重宇宙理论是可能的。 他们的模型甚至说明了弱核力。 从此, 两组科学家更深入研究这一点。
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
物理学家一直想知道为什么宇宙只在一个方向行进。
2014年, 一组团队在物理评论通讯期刊(Physical Review Letters)上发表他们的研究成果。 三位科学家, 英国牛津大学的Julian Barbour、来自加拿大新伯伦瑞克大学(University of New Brunswick)的Tim Koslowski、以及圆周理论物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)的Flavio Mercati, 展开合作计划。 根据重力而非热力学, 他们研究一个相类似、独立性、1千个粒子的系统。
这个模型显示重力从所谓的“杰纳斯点(Janus point)”向两个方向扩张, 杰纳斯是罗马两面神的名字。 在这里, 熵是我们体验时间怎么才能永远向前行进, 在物理学中被称为“时间之箭(arrow of time)”。 根据Barbour, 如果你把时间当作是一种自然现象, 而不是一个预先存在的力, 它会不断涌入到两个不同的方向, 他声称这个现象会在电脑模型中自发地出现。
因此, 那些在镜像宇宙中的人会像我们一样体验他们的生活, 但细微的差异可能导致事情的结果与我们的时代完全不同。 那么, 你能走进应该存在的镜像宇宙吗?根据Mercati, 不能够。 这两个时代从这个中心点不断地流出, 然后, 在一个宇宙中的生命永远将不会意识到在另一个宇宙的生命。
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
即便有镜像宇宙, 你也永远无法跨越杰那斯点(Janus point)。
自从开创性的发表以来, Carroll博士建立起自己的理论。 就在今天, 他在加州理工学院与在麻省理工学院(MIT)的同事Alan Guth合作。 Carroll和Guth声称这个模型现在愈加精致。
一个理由, 它不依赖于重力。 它只根据热力学来运作。 当解释粒子穿越无限的空间而不是独立系统时, 它甚至可以能够顺利地运作。
Guth告诉新科学人杂志(New Scientist):“我们把它称为时间的双面箭(two-headed arrow of time), 因为物理学定律是不会变化的, 我们在另一个方向看见完全一样的东西。 ”在这个观点下, 我们的宇宙和它的镜像, 可能已经从一个宇宙母体(parent universe)诞生。
物理学家提出有反方向时间的镜像宇宙
他们的结论还未发表。 一个问题是, 这个模型只被证明在古典物理学起作用。 是否与量子力学或甚至广义相对论相符, 没有人知道。 另一个问题是, 它没有结合宇宙基本力, 重力。 研究人员甚至不确定他们提出的确切结构。
Carroll说:“与其从一条河流分出两条溪流, 它可能更像是一个有很多对泉水的喷泉, 或者只是一大堆泉水以不同的方向流出喷泉。 ”或许我们的时代真的是一个更大的多元宇宙的一部分, 每一个个别的宇宙都有它自己的相反镜像, 一个让人考虑到的迷人前景。

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