浙江
存在本身，即為謎團。
存在本身，即為宇宙的終極謎團。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，宇宙誕生之時，理論上應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生過等量的物質(zhì)和反物質(zhì)。
所謂反物質(zhì)是由反質(zhì)子和反電子構(gòu)成的物質(zhì)的對立面。一旦物質(zhì)和反物質(zhì)相遇，二者就會相互湮滅，轉(zhuǎn)化為純粹的能量。所以奇怪的是，既然存在等量的反物質(zhì)，這個物質(zhì)的宇宙為何得以幸存？
一種合理的推測是，早期宇宙曾經(jīng)發(fā)生過某種奇特的事件，消滅了所有反物質(zhì)。而一直以來，科學(xué)家也都在為尋找那次事件遺留下來的蛛絲馬跡而努力。
近日，來自紐黑文大學(xué)的波蘭理論物理學(xué)家Nikodem Poplawski提出了一個新理論，認為消失的反物質(zhì)可能是被原初黑洞吃掉了。
原初黑洞理論上曾在宇宙誕生之后不久大量形成，它們是早期宇宙極端高密度波動的產(chǎn)物。原初黑洞很小，但擁有極強的引力。它們有可能是星系中心超大質(zhì)量黑洞，以及球狀星團中心中等質(zhì)量黑洞的種子。
Poplawski認為，是物質(zhì)與反物質(zhì)粒子質(zhì)量的不對稱性，以及由此產(chǎn)生的黑洞捕獲效率不對稱性，導(dǎo)致了可觀測宇宙物質(zhì)與反物質(zhì)的不對稱性。
Poplawski表示，反物質(zhì)粒子的質(zhì)量要比物質(zhì)粒子大，因此在早期宇宙的粒子對產(chǎn)生過程中，反物質(zhì)粒子的運動速度要比與之相對應(yīng)的物質(zhì)粒子慢。而黑洞引力在捕獲速度較低的粒子時，粒子的質(zhì)量越大效率越高，所以與物質(zhì)粒子相比，有更多與之相對應(yīng)的反物質(zhì)粒子被黑洞吃掉。
基于此原理，早期宇宙產(chǎn)生的大量反物質(zhì)粒子落入了原初黑洞，剩下的與物質(zhì)粒子發(fā)生湮滅，并使原本等量的反物質(zhì)和物質(zhì)粒子最終失衡，留下了一個物質(zhì)的宇宙。
研究人員稱，該理論無需引入標準模型之外的新物理學(xué)。與此同時，還可以解釋宇宙學(xué)中的另一個謎。
韋布望遠鏡近年發(fā)現(xiàn)，在宇宙誕生5億年后，超大質(zhì)量黑洞就已經(jīng)出現(xiàn)。傳統(tǒng)理論認為，僅通過合并和吸積，需要至少10億年，黑洞的質(zhì)量才能增加到太陽的數(shù)百萬至數(shù)十億倍，才能被稱為超大質(zhì)量黑洞。因此在宇宙年齡不足10億年時就發(fā)現(xiàn)此類黑洞，確實讓人無法理解。
而根據(jù)Poplawski的理論，原初黑洞可以通過吞噬反物質(zhì)，在增長過程中獲得先發(fā)制人的優(yōu)勢。
首先反物質(zhì)粒子本身就要比物質(zhì)粒子重； 其次由于原初黑洞在捕獲反物質(zhì)粒子方面更有效，吞噬的反物質(zhì)數(shù)量也要比物質(zhì)多，因此它們能夠在早期宇宙中快速增長成為超大質(zhì)量黑洞。
但該理論要獲得廣泛認可，需要越過的第一個障礙是，雖然上世紀70年代霍金就已經(jīng)提出了存在原初黑洞的假設(shè)，但時至今日，它們?nèi)匀晃传@得任何觀測證據(jù)。或許它們根本不存在，或許是因為受到了探測技術(shù)的限制。也有可能它們存在過，但我們永遠也無法證實這一點。
反物質(zhì)和物質(zhì)粒子質(zhì)量是否真的存在差異，也需要通過未來的實驗進行驗證。不過近期人們發(fā)現(xiàn)，介子與反介子的衰變方式存在不同，而這種不同可能與物質(zhì)和反物質(zhì)的質(zhì)量不對稱性有關(guān)。
參考
Spinors with torsion and matter?antimatter asymmetry
https://arxiv.org/abs/2101.04212
特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
