映象宇宙猜想 世界另一端的暗物質?

Mondo 科學 更新 2024-02-23

新的研究提出了“暗鏡宇宙”的理論,該理論表明暗物質可能來自我們的映象宇宙,解釋了其豐富但不可見的奧秘。

暗物質是一種看不見、不可觸碰的宇宙物質,其本質一直是宇宙學領域最大的謎團之一。 一項新的研究大膽地猜測,這種神秘物質可能起源於自宇宙開始就一直伴隨著我們的“暗鏡宇宙”。

想象一下,如果暗物質世界是我們的映象,只是遵循一套不同的物理規則,這一切似乎都在解釋。 根據新理論,這可以解釋為什麼暗物質似乎充滿了宇宙,但卻是看不見的。

暗物質是一種神秘而未知的物質,估計約為常規物質質量的 5 倍,常規物質是宇宙大部分質量的 5 倍。 它既不與光相互作用,也不與普通物質相互作用,科學家只能通過其對普通物質的引力影響來間接探測到它,例如星系內部恆星的運動和宇宙中大尺度結構的演化。

由於物質和暗物質遵循不同的物理規則,因此很容易認為其中之一將完全主宰宇宙。 然而,儘管它們的性質截然不同,但正常物質和暗物質的數量大致相當。 這似乎是乙個奇怪的巧合。 為了解釋這一點,科學家們認為兩者之間可能存在某種隱藏的聯絡。 他們的研究結果於1月22日發表在預印本期刊Arxiv上。

研究人員假設,在暗物質世界中,正常物質的每一次物理相互作用都有乙個映象版本。 他們認為這是一種新的自然對稱性,連線了正常物質和暗物質世界。

這種對稱性可以解釋為什麼暗物質和常規物質的豐度大致相同。

*還指出了另乙個奇怪的巧合。 在正常物質的物理學中,中子和質子的質量幾乎相等,使它們能夠結合形成穩定的原子。 如果質子再重一點,它將完全不穩定,並在幾分鐘內衰變,使原子無法形成。 在這種假設的情景中,宇宙將只剩下自由漂浮的中子海洋。

研究人員提出,這個假設的、支離破碎的宇宙可能是我們宇宙暗物質的映象版本中的現實。 一種特殊的物理機制使暗物質宇宙中的“暗質子”具有與“暗中子”相似的質量; 在我們的映象宇宙中,這種機制可能以不同的方式演化,導致“暗質子”衰變,留下一片“暗中子”的海洋——我們探測到的暗物質。

研究人員指出,雖然映象模型允許暗物質粒子(暗原子、暗化學和暗元素週期表)之間存在豐富的相互作用,但這種相互作用不應該太頻繁。 如果暗物質之間有很多相互作用,它往往比科學家想象的更集中。 因此,大多數暗物質必須相對簡單——由自由漂浮的中性粒子組成。

這些額外的相互作用,作為我們化學世界的映象,可能使未來的科學家能夠測試這一理論。 在早期宇宙中,正常物質經歷了核合成,第一批元素是在核等離子體中形成的。 如果這個新想法是正確的,那麼暗物質也將經歷映象核合成。 在早期宇宙的混沌狀態中,兩個世界之間可能存在一條通道,使它們能夠相互影響。

通過仔細測量元素形成的速度(下一代太空天文台計畫這樣做),科學家們可能能夠找到這些通道之一的證據,並瞥見映象黑暗宇宙的真實樣子。

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