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太阳中微子缺失之谜。
……在经典广义相对论中,人们隐含地假设宇宙由单一薄片构成。某些人说,没有任何迹象表明有必要设想一种不同的构型。
未必。
太阳核心中进行的聚变反应以以下形式产生能量:
-
光子
-
中微子。
……中微子与物质的相互作用极少,因此它们毫无阻碍地离开太阳。以光子形式存在的能量则艰难地向太阳表面——色球层——传递,其节奏是接连不断的吸收与再发射,并借助恒星内部盛行的对流。当这些能量到达色球层时,便以光子的形式被发射出去。
……因此在地球上,扣除这一延迟后,我们捕获到光子和中微子。直到相当晚近的时期,人们还无法测量这种中微子通量,尽管若无差错,我们每个人每立方厘米每秒都会被一百亿个中微子穿过。
……对这一通量的测量揭示了一个令人不安的事实。我们只捕获到预期中微子的大约一半。这就是太阳中微子缺失,即太阳中微子的亏缺。总有一天必须绝对找到这一现象的解释,否则我们关于太阳(以及恒星)动力学的全部知识都将崩溃。
……在我的上一本书中,由阿尔班·米歇尔出版社出版,题为《我们失去了半个宇宙》,我曾在第一部分写道,人们对恒星运作拥有一种被认为令人满意的理论把握。但事情在变化,在下一本书中我将不得不加入一章,题为:
我们失去了半数的太阳中微子。
……某些理论物理学家感到震惊,另一些则欣喜若狂。事实上,这是第一个真正让量子力学陷入困境的现象。必须重新着手处理这件事。

一个宇宙,还是两个?
目前有哪些思辨性的想法?
最初的两篇参考文献:
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 dec 1995.
……Foot和Volkas认为宇宙由两个“扇区”组成,我们的扇区和一個“镜像扇区”,镜像的、对映异构的,也就是说“P-对称的”。因此聚变释放的能量将同时涉及“经典”中微子和“镜像中微子”,即属于第二个“扇区”的中微子(三种类型的中微子:电子型、μ子型和τ子型,当然还有它们的反粒子)。扇区、薄片、层:同义词。
……我们的宇宙并不对称。它是所谓的宇称原理破坏的场所。“右”反应与其镜像的运行节奏并不相同。经典参考文献:
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
……Foot和Volkas通过假设宇宙拥有一个双重体——镜像宇宙——来使宇宙“对称化”,在那里这种宇称原理的破坏将以相反的方向进行。顺带一提,我们利用群论构建了一个模型,其中中微子将拥有“小兄弟”,即CPT-对称的。
……参见:“J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space.” 3 : Twin group. [网站:Geometrical Physics B, 1-3 ], 1998。
……还存在另一个问题,它促使人们考虑两个宇宙而非一个,那就是我们宇宙中原始反物质的缺失。按理说,在其最原始的状态下,用史蒂文·温伯格的话来说,宇宙是由“各种各样的辐射”构成的。光子产生粒子-反粒子对,这些粒子对急忙到稍远处相互湮灭(例如电子和反电子,带有相反的电荷,相互吸引)。因此原始宇宙(希伯来人的toho-bohu)是一种非常湍流的混合物,辐射不断转化为物质-反物质,反之亦然。随后宇宙的膨胀降低了光子的能量,光子于是不再能够提供这些兄弟兼敌人的粒子对。宇宙随即以疯狂的速度变得空旷。十三秒之后,一切已成定局。问题:为什么我们还在这里?为什么这种湮灭没有彻底完成。答案:没有答案。
……于是有了安德烈·萨哈罗夫的几篇论文,他第一个提出可能同时创造了两个宇宙,而非一个。
A.Sakharov : “CP violation and baryonic asymmetry of the Universe”. ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traduction JETP Lett. 5 : 24-27 (1967)
A.Sakharov : “A multisheet Cosmological model” Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov : “Cosmological model of the Universe with a time vector inversion”. ZhETF 79 : 689-693 (1980); traduction in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)
A.Sakharov : “Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry” in “Problems in theoretical physics”, dedicated to the memory of I.E.Tamm, Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247
细节:在这两个宇宙中,时间之箭方向相反。在其某些出版物中,安德烈·萨哈罗夫提到这些“孪生宇宙”也可能同样是对映异构的、镜像的。
另一种途径:超弦。这是由施瓦茨(加州理工学院)、格林(玛丽女王学院)和诺贝尔奖得主阿卜杜斯·萨拉姆(的里雅斯特理论物理中心主任,伦敦帝国学院教授)提出的建议。
出发点:群和E8 x E8模型。参考文献:“Superstrings, a theory of everything ? ”. PC.W.Davis & J.Brown, Cambridge University Press 1988.
约翰·施瓦茨:
第二种对称性 E8 指的是另一种物质,通常被称为影子物质。由这种成分构成的物体对我们来说将完全不可见。
迈克尔·格林:
从这些理论中浮现出的一个预测涉及一种新型物质,我们将无法直接观察它,但它会通过引力作用与我们的物质相互作用,尽管这些影子物质粒子可以通过其他力彼此作用。
阿卜杜斯·萨拉姆:
从超弦理论中浮现出一种宇宙,它将是我们的宇宙的双重体,但只能通过引力与之沟通。有趣的是,这个宇宙将决定超对称在我们自己宇宙中被破缺的方式,并可能为不同粒子的特定质量值提供一些启示。
但目前也就到此为止。超弦也是如此,况且。
……既然如此,如何表现两个紧密嵌套在一起、只通过引力沟通的宇宙?我们可以想象两对戴着滤光眼镜的棋手,他们将无法看到另一队的棋子。然而每一方都可以在一块“柔软的棋盘”上猜出附近敌方棋子的存在:

……物质棋子(在黑格上走的那一方),看不到属于“幽灵对局”的后,但通过它在棋盘上造成的弯曲(引力)察觉到它的存在。见下文:

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