宇宙中物质与反物质为何不对称?答案或在引力波

作者:悦博体育网址  时间:2020-09-19  浏览量:76693

今日视点但宇宙间的万事万物又的确不存在,这中间再次发生了什么曲折离奇的故事呢?美国、日本和加拿大科学家近日明确提出的一项新的理论指出,早期宇宙再次发生的热力学使中微子裂变出更加多粒子(数量比反粒子多),导致正反物质的数量经常出现偏差。这一热力学也不会产生宇宙弦,而宇宙弦会产生引力波,观测到这些引力波,或可说明了正反物质不平面之谜。回应,中国科学技术大学物理学院天文系教授蔡一夫对科技日报记者说道:即便观测到宇宙弦产生的引力波,有可能还须要很多条件才能更进一步证实上述观点。

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不过,这获取了一种解决问题正反物质不平面之谜的新思路。中微子挺身而出现代宇宙学大爆炸理论指出,大爆炸之初,宇宙中产生了等量的物质和反物质。如果剧情仍然这样发展下去,那么,物质和反物质最后不会狭路相逢,彼此反物质。

但实质上,现在我们身处的宇宙中满天繁星,充满著了各种物质,这就与上述理论产生了对立。因此,为使宇宙以求不存在,必需要有少量反物质转化成为物质,使正反物质数量不均衡。科学家指出,物质的数量只需比反物质多十亿分之一就可以让宇宙不存在。

但正反物质之间这种不均衡是何时以及如何经常出现的?目前仍是未解之谜,这也是宇宙间仅次于的谜团之一。美国加州大学伯克利分校博士后研究员杰夫德罗说道:这个问题很难问。鉴于物质和反物质电荷忽略,因此除非它们呈圆形电中性,否则它们会互相转化成。

中微子是我们目前为止未知唯一呈圆形电中性的物质粒子,科学家对它寄予厚望,指出它是已完成这一神圣愿景的不二人选。目前未知不存在3种中微子:电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。但有科学家明确提出,有可能不存在第四种中微子:惰性中微子。

还有些科学家指出,宇宙坍缩后经历了一个热力学,使早期宇宙中产生的惰性中微子裂变出有更加多粒子(数量比反粒子多),让物质和反物质的数量以求新的配对。近期研究合作者、加拿大粒子物理与原子核物理实验室(TRIUMF)博士后格雷厄姆怀特回应:当宇宙的温度为今天宇宙中最冷地方温度的1012倍1024倍时,中微子的不道德粗鲁也许可以保证宇宙不存在。

引力波曲线救国那么,如何观测到这些惰性中微子呢?研究人员回应,现在科学家无法必要观测到惰性中微子,因为通过实验生产出有惰性中微子,必须一个比大型强子对撞机强劲许多的粒子加速器,所以不能通过间接方法,观测宇宙弦产生的引力波或是一种曲线救国之法。论文年出版者、日本东京大学卡夫里宇宙物理与数学研究所首席研究员村山瞳说:早期宇宙的这次热力学有可能建构出有了宇宙弦,这些宇宙弦实质上是时空的流形缺失。蔡一夫对科技日报记者说明说道:热力学在我们日常生活中比比皆是,例如水冻成冰、铁磁体变为顺磁体等。我们的宇宙所经历的历史就是一个大大再次发生热力学的热膨胀历史,在这个过程中有基本粒子的产生,基本粒子静制备元素,元素最后融合出有我们看到的熟知的物质结构。

蔡一夫更进一步认为:热力学过程预示着能量获释,宇宙弦就是宇宙经历热力学时获释能量构成的一根根与当时的宇宙尺度非常的绳子一样的能量结构。德罗和村山瞳等人指出,随着这些宇宙弦大大进化,不会产生引力波,且产生引力波的频谱与黑洞并和等天体物理源产生引力波的频谱截然不同。

未来的引力波观测台,例如将要于2020年中期落成的平方公里阵列(SKA)、初定2034年升空的欧洲航天局的空间天线激光干涉仪(LISA)、日本宇宙探寻局的分赫兹干预引力波天文台(DECIGO)等,也许可以观测到这些引力波。研究人员回应,寻找这些宇宙弦产生的引力波还有其他用途,例如寻找宇宙弦产生的高能中微子,更加准确确认未知中微子的质量等。回应,蔡一夫指出:宇宙弦产生引力波并不车祸,只是我们还没幸运地找到其倩影。

而且,即便我们观测到宇宙弦,宇宙弦的产生机制也并非唯一,还必须证实背后的热力学过程才能证实上述观点。另外,蔡一夫特别强调说道:宇宙弦如果电荷的话,可以利用多信使天文检测手段,如较慢射电暴的观测来检验这些超导的宇宙线,从而更加立体、更加明晰地辨别宇宙热力学的蛛丝马迹。

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