白癜风要注意哪些 http://m.39.net/news/a_5291513.html
最近,美国宇航局(NASA)的一组科学家研究团队报告说,他们发现了认为是平行宇宙的证据,在此证据中时间是以反演方向行进的。
在年,该研究团队通过一个巨大的气球将电子天线提升到南极洲上方时,发现了一股太空中的粒子“风”,其强度比我们所见过的任何其他探测“高一百万倍”。这些粒子的能级被证明是当前发现的关键,因为低能亚原子中微子可以穿过地球,但是高能粒子被固体物质阻止。这意味着一种称为τ中微子类的,通常仅在它们从太空坠落时才被检测到。
τ中微子(tauneutrino)是中微子的一类,不带电荷,与τ子一起共同组成了第三代轻子,因此称作τ中微子。
有趣的是,研究团队检测到的波实际上是从地球发出的,向他们暗示这些tau中微子必须属于时间在向后移动的平行宇宙。另一个可能的解释是,这些粒子在穿过我们的星球之前已经发生了变化,然后在退出地球之后又恢复了原来的状态,但是这一发现被认为是“不可能的事件”。该报告最终说:“对该现象的最简单解释是,在亿年前的大爆炸之时,形成了两个宇宙:一个是我们的宇宙;另一个宇宙,从我们的角度来看,随着反向时间在反演运行。”
科学家们终于真的找到了平行宇宙的证据了吗?这还得从平行宇宙的来历及其实验验证的涵义简单说起。
平行宇宙(ParallelUniverse),也称多重宇宙(Multiverse),或多元宇宙,指在我们的宇宙之外,还存在着其他可能状态的的宇宙。对于我们不少人来说,这是一种近似怪异的想法。
如果在其他宇宙中某些事件有不同的结果,那么也许可能会有某种方式来访问它们。也许可以将微粒、甚至人与事从一个地方转移到了另一个地方。这些思想在理论物理学中有立足之地,即来自量子力学的各种可能结果以及多元宇宙的思想。但是,它们与可观察、可测量的现实有关系吗?这是该研究团队所探索的基本问题。
从物理学的角度来看,平行宇宙是最富有想象力、引人注目但又最难测试的有趣概念之一。这一基本概念基于物理学的两个主要论点。
第一个论点是在量子物理学的背景下产生的,即使知道如何设置系统的所有可能,也无法预测其结果。如果拿起一个电子并通过两条缝发射它,那么只能知道它会降落在哪个位置的概率,无法准确地预测它将显示在哪里。
一个非凡的想法,被称为量子力学的多世界解释,假设所有可能发生的结果实际上都发生了,但在每个宇宙只能发生一个结果。它需要无限数量的并行宇宙来考虑所有可能性。这种解释与其他量子力学解释一样有效,没有实验或观察可以排除这种情况。
在物理学中出现平行宇宙的第二个论点来自天文学多重宇宙产生的思想。我们可观察到的宇宙始于亿年前的难于理解的大爆炸中,但大爆炸本身并不是开始。在引起“大爆炸”之前有如宇宙大膨胀(cosmologicalinflation)的不同阶段。
但是大膨胀并没有立即结束,大膨胀在没有结束的地方继续膨胀,从而产生了更多的空间和潜在的大爆炸。一旦开始出现大膨胀,几乎不可能永久地阻止大膨胀至少在某处发生。随着时间的流逝,更多的彼此之间没有连接的“大爆炸”发生了,从而产生了无数独立的多重宇宙。
这两个论点的最大问题是,没有办法可测试或证实这些平行宇宙的预测。毕竟,如果我们陷于自己的宇宙中,怎么可能希望访问另一个宇宙?我们有自己的物理定律,而这些宇宙伴随着大量的总是守恒的量。
粒子不会简单地出现、消失或变形,它们只能与物质和能量的其他量子相互作用,并且这些相互作用的结果同样受物理学定律支配。
在我们进行过的所有实验、所记录的所有观测结果以及所进行的所有测量中,我们都还没有发现一种需要我们自己孤立的宇宙之外的事物来解释的相互作用。
如果终于找到了平行宇宙的证据,确是真的,那绝对是革命性的,这是一个宏伟的主张,它向我们表明,我们目前所认为的宇宙是远远不够的,还有比我们想象的更多的宇宙需要认知。
这些其他的宇宙也许会在那里,而且来自它们的物质和能量将有能力穿越我们自己的宇宙并与之互动。如果这种说法是正确的,那么我们一些看似最荒诞的科幻梦将成为可能。
那么,什么是明显的证据证明了平行宇宙的存在呢?进行了哪些观察或测量,使我们得出了这一非凡而出乎意料的结论呢?
NASA的ANITA(南极脉冲瞬态天线)实验是对无线电波敏感的气球实验,它检测到了来自南极冰层下方的一组特定能量和方向的无线电波。在理论和实践上,有各种各样的宇宙粒子在太空中传播,包括幽灵的中微子。尽管通过我们身体的许多中微子来自太阳、恒星或大爆炸,但其中一些来自巨大能量的天体物理来源,例如脉冲星、黑洞、甚至是无法识别的神秘物体。
这些中微子也具有多种能量,其中最活跃的能量很稀有,但对科学家们来讲又并不奇怪、相当有趣。中微子在正常情况下几乎是不可见。如果要以50/50的机率将其停止,大约需要一光年的潜在时间,它们可以从任何方向实际产生。
但是,所看到的大多数高能中微子并不是在很遥远的地方产生的,而是在其他也具有极高能量的宇宙粒子撞击高层大气时产生了粒子流,这些粒子流也导致中微子。这些中微子中的一些几乎会完全通过地球,仅与地壳或冰层的最后一层相互作用,会产生我们的探测器能认知的敏感的信号。
NASA的ANITA实验看到的罕见事件与中微子穿过地球并产生无线电波相一致,但能量应如此之高,以至于无法不受抑制地穿过地球。研究团队看到了多少这样的事件?答案是三个。前两个可能是正常的tau中微子流(允许的三种中微子之一),而第三个可能只是实验背景的一部分。
中微子必须穿过地球吗?答案是否定的。有大量证据证明中微子不利于穿过地球:如果高能的tau中微子定期穿过地球或南极冰,南极中微子探测器(IceCube)肯定会看到信号。但确实没有。
从科学上讲来讲,这意味着:ANITA看到了无法解释的无线电信号,其主要假设是高能的tau中微子正在穿越地球,但该假设与南极中微子探测器的观测结果相违背,没有天文宇宙的点源正在产生ANITA间接看到的粒子。
那么,所有平行宇宙都在哪里出现呢?对ANITA实验所看到的只有三种解释:要么这些粒子有天体物理源;要么探测器存在缺陷或对探测器数据的解释存在缺陷;要么是非常奇怪的且超出标准模型的东西违反了CPT。
CPT,指CPT对称,是物理定律中一种对称性质,基于此性质的物理量在时间(T)、电荷(C)及宇称(P,Parity)一起被反向变换(即正负变号)后不变。
在1月所报告的一些非常好的科学证据排除了第一种选择,这意味着几乎可以肯定这是第二种选择。第三种选择呢?如果我们的宇宙不能违反CPT,也许这来自并行的CPT颠倒了的宇宙:这种解释不太可能,因为推理不充分。
就目前而言,根据已有的种种科学证据,平行宇宙将仍然是科幻的梦想。