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科学家期待以微观试验挑战宇宙大爆炸学说

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【大纪元2015年11月26日讯】 (大纪元记者张秉开编译报导)近日,一项物理学微观试验研究可能改变现有的基本科学理论。科学家期待,一旦更为精确的计算结果与实验结果不相符,那么将抛弃现有的“宇宙大爆炸”学说,而建立新的宇宙学说。

据物理学网站phys.org近日报导,英国南安普敦大学(University of Southampton)的克里斯托弗‧萨奇拉嘉(Christopher Sachrajda)等人正在精确计算反物质试验中的亚原子粒子K介子(Kaon)的变化情况。这些科学家期待按照现有物理基本理论计算的结果和实际观测结果不相符,因此将考虑修改物理学现有基本理论,彻底抛弃相关的“宇宙大爆炸”等学说,而建立新的物理学理论。

目前大多数科学家根据“宇宙大爆炸”等学说推测,宇宙是由两种物质组成,即常见的物质(有时称作正物质,由质子、中子或电子所构成)及它们的反物质共同组成。也就是说,物质粒子应该有和其对应的反物质粒子(也称反粒子,如反质子、反中子与反电子等等)。而且,这些正反粒子的特性恰好相反,如正负电子的电荷相反、自旋状态相反、相互间的作用力特点相反等等。

宇宙中,数以亿计的星系分布呈网状,并组成更大的结构。(视频截图)
宇宙中,数以亿计的星系分布呈网状,并组成更大的结构。(视频截图)

也就说,“宇宙大爆炸”认为,宇宙中物质和反物质的量应该是平衡均等的,以及物质与反物质粒子的粒子间相互作用力应该是对称的(也就是恰好相反的特性)。


(在可观测宇宙中,星系分布竟然是网状,而不是“宇宙大爆炸”设想的均匀状态。)

但是几十年来,科学家从未发现反物质和物质的量均等,宇宙中似乎全是物质,而反物质的量极少;以及发现粒子间的一种弱相互作用力不符合对称性假设,科学家称之为宇称对称破坏(CP symmetry violation)。

报导说,萨奇拉嘉等人最新一期的《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表论文指出,他们使用格点量子色动力学(Lattice QCD)算法计算物质转换为反物质时K介子衰变的情况,旨在是从新的角度检测宇称对称破坏(CP symmetry violation)。目前他们的初级计算结果和试验观察相符,但是需要进行更为精确的计算。

宇宙的不对称性至今为科学之谜。(视频截图)
宇宙的不对称性至今为科学之谜。(视频截图)

这种计算非常费时,需要在大约日常电脑运算速度2亿倍的超级计算机上进行。如果精确计算不能解释试验观测结果,那么可能会促使人们放弃目前流行的宇宙大爆炸理论,而寻找解释宇宙形成的其它方法。

该校数学研究中心的客座研究员尼古拉斯‧加隆( Nicolas Garron) 博士说:“四十多年来,物理学家一直等待着突破性进展。这听起来好像奇怪,但我们确实在寻找和实验不相符的理论计算,因为那会说明粒子存在未知的运动特征。目前,正在进行更高精度的计算,因此有机会找到证据,说明存在我们理论无法解释的新现象。”

责任编辑:林妍

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2015-11-26 1:13 PM
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