你有没有幻想过,在某个地方,有另一个你?在遥远的镜像宇宙中,有另一个自己。

镜像宇宙通常是科幻小说的兴趣,但不仅如此,它也在理论宇宙学中得到了研究,随着对哈勃常数的一项新研究,镜像宇宙不再仅仅是一个小说或“概念”。

美国宇航局早期宇宙插图
(图片来源:NASA/Getty Images)
399379 01:这幅未注明日期的艺术家的印象画展示了非常早期的宇宙(不到10亿年)在经历了贪婪的恒星形成过程时的样子,以前所未有的速度将原始的氢转化为无数的恒星。

“宇宙张力问题”

哈勃常数,通常被称为哈勃参数,用来测量宇宙膨胀的速度。埃德温·哈勃是第一个利用亨丽埃塔·莱维特、维斯托·斯莱弗等人的数据建立这种膨胀的人。

在接下来的几十年里,对这种膨胀的测量被确定为大约70公里/秒/Mpc。随着时间的推移,我们的测量变得越来越精确,天文学家们希望各种方法都能在一个数字上达成一致,但这并没有发生,因为近年来测量变得如此精确,以至于他们现在不一致。这被称为宇宙张力问题,根据今天的宇宙

到目前为止,观测到的哈勃常数值分为两组。对宇宙微波背景波动的测量表明,该值较低,约为67 km/sec/Mpc,而对遥远超新星的研究得出的较高值约为73 km/sec/Mpc。理论物理学家正试图理解为什么有些事情不合理,而这正是镜像宇宙可以解决问题的地方。

镜像宇宙概念在20世纪90年代首次被研究,以解决物质-反物质对称问题。在实验室里,我们可以制造物质粒子,但我们也可以制造反物质粒子,而且它们总是成对传送。

因此,一个关键的问题出现了:当粒子在宇宙的早期阶段形成时,所有的反物质兄弟都去了哪里?

新的研究研究如何用它来解决哈勃难题。

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《一个新奇的想法》

研究人员发现了无单位参数的不变性。精细结构常数的值约为1/137,是其中最著名的常数。从本质上讲,你可以将可测量的参数以这样一种方式组合,使所有的单位都消掉,无论你选择什么单位,都能得到相同的数字,这对理论家来说很有用。当宇宙学模型被调整以适应观测到的膨胀率时,许多无单位参数保持不变,这意味着潜在的宇宙对称性。

根据《今日宇宙》杂志的说法,如果你更普遍地应用这种对称性,你可以缩放引力自由落体的速率和光子电子散射的速率,使哈勃测量方法一致。如果这种不变性是真的,这就意味着存在一个镜像宇宙——一个对我们的宇宙有微弱引力影响的宇宙。

然而,必须指出的是,这项研究主要是一个概念的证明。这意味着它只是解释了宇宙不变性如何有助于解决哈勃常数问题,但并不能证明这一点。

这将需要一个更全面的模型,但与此同时,这是一个新颖的想法,可以扩大我们对哈勃常数的理解。

然而,就目前而言,镜像宇宙仍然是一个虚构的、一个理论和一个概念。

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作者:华金·维克多·塔克拉

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