چرا برخی از فیزیکدانان واقعا فکر می کنم وجود یک آینه جهان' پنهان کردن در فضا-زمان

یک سری از ویروسی مقالات ادعا کرد که ناسا تا به حال کشف ذرات از دیگری جهان موازی که در آن زمان اجرا می شود به عقب. این ادعا صحیح نبوده است. داستان واقعی بسیار هیجان انگیز و عجیب و غریب که شامل سفر به بیگ بنگ و از طرف دیگر.

پر شور سرفصل حال مبهم نتايج مبهم 2018 کاغذ هرگز منتشر شده در کارشناسی, مجله که استدلال کرد که جهان ما ممکن است یک آینه بازتاب در سراسر زمان یک شریک جهان است که امتداد فراتر از انفجار بزرگ. در صورتی که مورد, و یک سری دیگر بسیار بعید و عجیب و غریب فرضیه تبدیل به این مقاله استدلال می کرد پس از آن که در نوبه خود می تواند توضیح دهد که یک سیگنال مرموز اشاره است که کاملا جدید ذرات در پرواز است از یخ در قطب جنوب است.

مرتبط با: 11 بزرگترین پرسش های بی پاسخ در مورد ماده تاریک

این ادعا که ناسا کشف یک جهان موازی به نظر می رسید که برای اولین بار خواب انگلیسی تلخیص روزانه و داستان شد و سپس توسط بریتانیا و رسانه های آمریکایی از جمله نیویورک پست.

جهان ما را "آینه"

به منظور درک چگونگی دیلی استار وارد و در آن عجیب و غریب, ویروسی ادعا می کنند لازم است برای درک این ادعا از دو مقاله جداگانه ای از سال 2018 است.

اولین مقاله توسط Latham بویل فیزیکدان در محیط موسسه در آلبرتا کانادا و همکارانش پیشنهاد یک آینه جهان — بازتابی از جهان ما در سراسر زمان. منتشر شد دسامبر 2018 در مجله Physical Review Letters (بعد از ظاهر در arXiv سرور در آوریل آن سال).

"من فکر می کنم هیچ کس دیگری درک رفت و برگشت کامل از آنچه آنها تشکیل شده اند" گفت: جان آموخته دانشگاه هاوایی اخترفیزیکدان و همکاری نویسنده دوم مقاله که بر اساس نظریه بویل.

بویل کار این است که یک نوع از بسته توسعه به معنای سوراخ وصل در این نظریه که می گوید منشاء غالب داستان جهان: Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM).

ΛCDM توضیح می دهد که کیهان با استفاده از دو ایده های کلیدی: ناشناخته انرژی تاریک باعث می شود جهان به گسترش است. عقب که گسترش به اندازه کافی به عقب در زمان و کل جهان را اشغال یک نقطه در فضا است. دوم نامرئی ماده تاریک کشش گرانشی بر روی مسائل در جهان و در عین حال ساطع نور. این ماده تاریک ایده می رود حساب برای اکثریت قریب به اتفاق جهان جرم است.

"ΛCDM است که اساسا تنها بازی در شهر" آموخته گفت. "آثار آن را در بسیاری از موارد وجود دارد اما برخی تا حدودی نگران کننده لغزش در مدل سازی."

برای مثال اندازه گیری از گسترش نمی خط در زمان به طوری که اندازه گیری ساخته شده از این گسترش بر اساس داده ها از جهان اولیه نمی jive با اندازه گیری داده ها با استفاده از مدرن جهان. علاوه بر این ΛCDM نمی تواند توضیح دهد که چرا ماده وجود دارد و در همه, پس از آن پیش بینی کرد که ماده و ضد ماده را تشکیل داده اند در برابر نرخ پس از انفجار بزرگ و نابود یکدیگر, ترک چیزی پشت.

مرتبط: Big Bang به ارائه: عکس از جهان ما از طریق زمان

بویل و همکاران جدید جهان unwound این ΛCDM داستان بیشتر به عقب در زمان غواصی به تکینگی در آغاز زمان و بیرون آمدن از طرف دیگر.

در اینجا چگونه بویل تیم خود را می بیند تئوری: تصور کنید که امروز جهان به عنوان یک گسترده, تخت, دایره, در بالا نشسته از دیروز کمی کوچکتر از دایره که نشسته در بالای نشده-دایره کوچکتر از روز قبل از آن بویل گفت.

جمع کردن تمام محافل از امروز به انفجار بزرگ و شما می خواهم تا پایان با یک مخروط ایستاده در آن نقطه پایان.

هنگامی که ستاره شناسان نگاه عمیق به فضای آنها به طور موثر به دنبال بازگشت در زمان است. دور ترین کهکشان ما می توانید ببینید GN-z11 نظر می رسد که ما آن را به عنوان وجود داشته 13.4 میلیارد سال پیش یا 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ.

قبل از آن جهان "عصر تاریکی" ماندگار میلیون ها سال که در آن هیچ چیز به اندازه کافی روشن است برای ما برای دیدن تشکیل شده است. قبل از آن در جهان تولید می شود قدیمی ترین چیزی که ما می توانید ببینید: ریزموج زمینه کیهانی (CMB) که با تشکیل 370,000 سال پس از انفجار بزرگ که جهان سرد از داغ مات پلاسما.

تلسکوپ نمی توانید هر چیزی را از قبل از CMB.

به دنبال بازگشت در زمان مثل این بویل گفت: مثل این است که به دنبال از طریق cosmological مخروطی.

مشاهده در این راه ΛCDM داستان به پایان می رسد با جهان آینده با هم به یک نقطه پنهان در پشت CMB. بویل تئوری به نظر می رسد در مات دیوار CMB اشکال در سراسر زمان و تساوی نتیجه گیری های مختلف در مورد آنچه CMB پنهان.

نمای استاندارد گفت این است که داغ و متراکم عصر زیر CMB (از ما دیدگاه در مخروط) بیشتر بود یا کمتر یک "ظرف غذا بزرگ." در ΛCDM کیهان شناسی این دوره شتاب توسعه شناخته شده به عنوان "عصر تورم است." در آن زمان همه چیز در هرج و مرج بود نظریه متحده است.

اما CMB نیست که هرج و مرج. ساختار ساده آن با توجه به ΛCDM پدید آمده پس از بررسی های شدید مسطح روند که پاک دور, پیر ظروف سرباز یا مسافر.

مرتبط با: چه خبر ؟ شما پاسخ سوالات فیزیک

"ما علاقه مند به کاوش ساده تصویر که در آن شما را به شواهد بیشتر در ارزش اسمی," او گفت:. "شما می گویند:" ما نمی تواند تمام راه را به پایین به بانگ اما ما می توانیم نگاه سر در گم و به عنوان نزدیک به عنوان ما همه چیز نگاه فوق العاده ساده است. اگر چه ما آن را مشاهدات در ارزش اسمی?'"

این چشم انداز از فضا-زمان هنوز یک انفجار بزرگ پنهان پشت CMB او گفت:.

اما "آن را بسیار ساده تر از بسیاری از نقاط تکین که بوجود می آیند در انیشتین نظریه گرانش," او گفت:. "این یک نوع بسیار خاص از فوق العاده ساده تکینگی که در آن شما می توانید به دنبال راه حل [برای معادلات حاکم بر فضا-زمان] از طریق تکینگی."

در حالی که مشاهدات رفتن هیچ بیشتر از CMB عادی cosmological models رفتن کمی بیشتر به عقب اما هنوز هم تمایل به آمدن به یک توقف در انفجار بزرگ. نه در بیل طرح.

"شما پیدا کنید که آن را extrapolates آن گسترش آن تحلیلی ادامه فیزیکدانان می گویند به این دو مخروط," او گفت: با اشاره به دوم جهان گسترش دور از انفجار بزرگ در زمان

"این فقط به نظر می رسد طبیعی, ساده ترین فرمت از معادلات که به نظر می رسد برای توصیف جهان به عنوان ما آن را," او گفت:.

این جهان است که در داخل "دوم مخروط" است که بیش از حد فضا-زمان برای ما برای دیدن. زمان ممکن است به نظر می رسد برای اجرای عقب وجود دارد از ما مرجع قاب آموخته گفت. اما موجوداتی که در جهان هنوز هم ببینید علت آمدن قبل از اثر درست مثل ما در ما. زمان اجرا می شود به دور از انفجار بزرگ در جهان درست مثل آن را در ماست. "دور از انفجار بزرگ" که در جهان جهت مخالف از جهت زمان در جهان ما. اما آن را اجرا نمی کند "عقب مانده" در راه ما ممکن است تصور کنید.

مرتبط با: 5 دلیل ما ممکن است زندگی می کنند در یک چندجهانی

جهان ما وجود دارد و در طرف دیگر آن جهان باستان, تاریخ و جهان وجود دارد و در طرف دیگر ماست.

"صفر ذرات دولت"

ما هیچ شواهدی وجود دارد که این منعکس جهان وجود دارد بویل گفت.

او گفت: "یک بار که شما آن را معلوم این جهان فوق العاده تقارن که شما نمی بینید زمانی که شما فقط به دنبال شدند در نیمه بالای مخروط."

تقارن "حلقه یک زنگ با صدای بلند" برای فیزیکدانان بویل گفت. آنها نشان می دهد حقیقت عمیق تر است.

و این دو مخروط جهان می تواند به نوبه خود کمک به بازگرداندن یک نرم افزار در یک تقارن است که زحمت فیزیکدانان برای سال.

تقارن در سوال شناخته شده به عنوان هزینه برابری زمان (CPT) تقارن آمده است که اگر شما تلنگر یک ذره به آن ضد ماده دو الکترون به یک positron می گویند — و یا آن را دست راست به جای چپ دست و یا حرکت آن را به عقب در طول زمان به جای رو به جلو است که ذرات هنوز هم باید در رفتار همان راه و اطاعت همان قوانین به عنوان آن را قبل از گرفتن بدبختانه. (راست دست یا چپ دست اشاره به یک ذره چرخش و جهت حرکت.)

"همه فکر می کردند این بود اساسی تقارن است که نمی تواند فرار," آموخته گفت.

در نهایت در سال 1956 از دانشگاه کلمبیا فیزیکدان چین-Shiun وو رهبری یک آزمایش است که تاسیس تقارن CPT نبود مطلق. (دو تا از همکاران مرد که به پیشنهاد ایده اساسی به وو برنده 1957 جایزه نوبل برای کشف اما او مانده بود.)

وو را آزمایش نشان داد که "C" در تقارن CPT ناقص است. و آزمایش های بیشتر نشان داد که برخی از ذرات شکستن هر دو "ج" و "P." اما هر چند ترک بیشتر فیزیکدانان فکر می کنم تقارن CPT هنوز هم نگه می دارد به طور کلی و بدون ذرات یافت شده است که می شکند همه سه عنصر از این تقارن است. در ذرات سطح جهان به نظر می رسد CPT متقارن.

اما ΛCDM مدل از جهان به خودی خود فاقد روشن تقارن CPT — نتیجه انحنای فضا-زمان و عجیب کوانتومی خلاء. یکی از ویژگی های جهان که بیل خود را با نام "صفر ذرات دولت" ماهیت فضا-زمان که خالی از ذرات نامشخص است. که بدان معنی است که در مقیاس تمام فضا تقارن CPT نقض شده است.

بویل می گوید که مدل خود را حفظ جهان CPT تقارن در راه ΛCDM کیهان شناسی نیست. اضافه کردن یک دوم مخروط به فضا-زمان و صفر ذرات دولت است و دیگر نامشخص است. جهان را از عدم تقارن CPT تعمیر است.

"ما فکر کردیم که" یک دقیقه صبر کنید. به نظر می رسید مانند جهان نقض تقارن CPT اما در واقع ما فقط نیست به دنبال در کل تصویر," او گفت:. اگر جهان واقعا CPT-متقارن اگر واقعا شامل دو فضا-زمان موجود به جای یک آنچه را که برای بقیه فیزیک ؟

حقیقت پشت چه کسانی که "دانشمندان ناسا" واقعا شناسایی

عملی ترین نتیجه از CPT-متقارن جهان است یک توضیح ساده برای ماده تاریک.

یکی از محبوب مجموعه ای از نظریه ها در مورد غیب مسائل متکی بر وجود برخی غیر قابل تشخیص نوع چهارم از neutrino — اغلب نامیده می شوند استریل neutrino. بویل تقارن CPT به نظر می رسد به نقطه در این مسیر است. سه شناخته شده طعم neutrino این الکترون و میون و تاو نوترينو همه چپ دست. که بدان معنی است که آنها در اطراف پرواز بدون تطبیق راست دست شریک زندگی. مدل استاندارد فرض بر این است که بر خلاف دیگر ذرات نوترينو ندارد و همکاران است. اما CPT-متقارن جهان مخالف نشان می دهد آنها باید شرکای آن است.

بویل و همکارانش که خود کیهان شناسی به معنی وجود یک راست دست شریک زندگی در جهان ما برای هر چپ دست neutrino در مدل استاندارد. اما بر خلاف چپ و راست دست کوارک این چپ و راست دست آینه ذرات نمی چسباند.در عوض دو دست راست شریک نوترينو را در طول زمان از دست داده شده است به فضا-زمان فاسدشدنی از نظر ما در اوایل جهان. یک سوم راست دست شریک زندگی را در اطراف گیر با این حال -- یک نتیجه از معادلات حاکم بر آغاز زمان.

روشن نیست که کدام یک از این سه شناخته شده نوترينو این امر را همکاری با بیل گفت. اما آن را به یک خاص انرژی امضا: 480 picoelectronvolts (PeV) اندازه گیری ذرات جرم است. و که 480PeV neutrino ممکن است حساب کاربری برای همه است که گم شده و ماده تاریک در جهان است.

جزئیات چگونگی این CPT-متقارن جهان منجر به 480 PeV neutrino روی حیله و تزویر — به طوری که آموخته گفت که چند فیزیکدانان فراتر از بیل و تیم خود را درک و آنها را در همه.

"اما این بچه ها نمی nutcases," او گفت:. "آنها در حال اعضای محترم این زمینه است و آنها می دانند که آنچه آنها انجام می دهند. آیا همه که پیچیده در زمینه نظریه درست است یا نه من نمی توانم بگویم."

هنوز پیش بینی از یک 480 PeV ذرات شروع به پریدن کرد در آموخته است.

چهار سال پیش یک آشکارساز ذرات معلق از یک بالون بر فراز قطب جنوب شناسایی چیزی فیزیک نمی تواند توضیح: دو بار به عنوان زندگی می کنند علم که قبلا گزارش شده قطب جنوب ضربه گذرا آنتن (آنیتا) ابزار برداشت سیگنال بالا-انرژی ذرات که به نظر می رسید به شلیک مستقیم تا قطب جنوب یخ. (اکثر محققان درگیر در آنیتا نیست "دانشمندان ناسا" اما این پروژه می کند دریافت بودجه ناسا.)

ذرات مثل این نباید وجود داشته باشد. هیچ یک از شناخته شده مدل استاندارد ذرات باید قادر به پرواز تمام راه را از طریق زمین و پشت سر هم از طرف دیگر در چنین انرژی بالا اما چیزی که آنیتا به نظر می رسید به تشخیص.

همانطور که از ژوئن 2020, محبوب ترین توضیح این است که آنیتا تشخیص داده استریل نوترينو. آموخته بود که درگیر در اوایل روز از آنیتا پروژه متوجه 480 PeV شکل اندود شده تا به سادگی با آنیتا یافته.

اگر ذرات واقعا از فضا آمد و سپس سقوط را از طریق زمین برای تولید ناهنجاری آنها باید پوسیده فقط در زیر قطب جنوب سطح تولید یک دوش سبک تر ذرات که آنیتا شناسایی ظاهر از یخ است. بویل 480 PeV ماده تاریک neutrino مناسب مستقیما در توده محدوده است که می تواند توضیح دهد آنیتا پوسیدگی رمز و راز ذرات.

آموخته و یک تیم از چهار محققان دیگر پخته شده تا یک طرح که در آن این 480 PeV ماده تاریک neutrino ممکن است کشیده کردن این ترفند که آنها نوشت تا در سال 2018 مقاله با عنوان "Upgoing آنیتا وقایع را به عنوان شواهدی از CPT متقارن جهان" منتشر شده و به arXiv پایگاه داده. این مقاله دیلی استار تبدیل به یک اشتباه در تیتر.

اگر آنیتا ذرات واقعا مناسب بویل طرح خواهد بود که قوی وزن در مقیاس به نفع دو مخروط کیهان آموخته گفت. اما آن را یک شات. مهم ترین مشکل آنها را حل کند: گرفتن ذرات به اندازه کافی نزدیک به قطب جنوب است. مدل نشان می دهد که ماده تاریک نامزد ذرات مانند این 480 PeV neutrino خواهد سقوط به مرکز زمین به زودی پس از اجرا به سیاره ما ترک هیچ کدام به اندازه کافی نزدیک به تولید آنیتا anomaly.

این محققان استدلال می کنند که شاید یک اخیر برخورد با نهان دیسک از ماده تاریک هم زده تا زمین 480 PeV نوترينو ترک برخی از سرگردان در اطراف نزدیک به سیاره ما از سطح.

آن را یک ایده هیجان انگیز را به بازی با آموخته گفت: اما حتی او متقاعد شده است و نه خود مقاله.

"ما بود که بهانه ای ضعیف و نه تفکر از هر راه خوب برای انجام این کار [از گرفتن بویل نوترينو به اندازه کافی نزدیک به قطب جنوب سفر به آنیتا سنسورهای]," آموخته گفت.هر چند آموخته و همکارانش مشغول به کار سخت بر روی کاغذ او فکر می کند که نتایج آن قطعا اشتباه است.

"در میان کیهان شناسی مردمی وجود دارد ... یک ایده است که شما را وادار به استفاده از یک "پری دندان" هنگامی که در کیهان شناسی مدل اما دو بار است که به سادگی معتبر نیست," او گفت:. "و من فکر می کنم ما نیاز به پری دندان دو یا سه بار به این یکی کار خیلی خیلی خوب."

بیل به توافق رسیدند. در حالی که ایده استفاده از تیم خود را با ایده های به توضیح آنیتا جذاب او گفت: اعداد کاملا نمی اضافه کنید. اما او هنوز هم با اعتماد به نفس ایده اساسی از CPT-متقارن جهان صدا است.

"شخصی من قوز است که آیا یا نه آن را دقیقا درست آن را در مسیر درست" او گفت:. "من بسیار هیجان زده در مورد آن است."

در اصل منتشر شده در Live علم.