他们说轴子是暗物质的候选者,但轴子到底是什么以及如何产生
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由于其群结构,每个相互作用都具有数学属性:阿贝尔或非阿贝尔(交换或非交换)。电磁是阿贝尔的,强相互作用和弱相互作用是非阿贝尔的。如果是阿贝尔的,那么应该遵守所有这些对称性;如果是非阿贝尔,可以违背其中的任何一个或两个对称性,但不能同时违背三个。 强相互作用和弱相互作用一样是非阿贝尔的,但出于某种原因,我们在强相互作用中看不到任何违背对称性的存在。在标准模型中,并没有禁止强相互作用违反CP的情况。于是,有科学家认为,有什么东西在抑制这种CP违背,如果我们引入一个新的对称性,那么可以很好地做到这一点。 产生轴子的方法之一是在热大爆炸的早期阶段。宇宙在这一时期达到了最大的能量、温度和密度,根据爱因斯坦质能方程,宇宙会从可用的能量中产生物质,这包括轻的轴子。由于它们的质量极低,即使在今天,它们仍会以非常快的速度移动,这意味着它们将作为一种热暗物质。当然,热大爆炸也有一个公式来说明应该产生多少这些粒子。公式告诉我们,这些“热轴子”最多可以构成暗物质的0.1%。 早在20世纪90年代末和21世纪初,光子-轴子振荡就被认为是解释超远超新星看起来比预期更暗的潜在解释。今天,人们正在寻找来自恒星的轴子相互作用的间接信号。虽然轴子可以以这种方式产生,但它们仍然是热暗物质,而且也不可能达到宇宙中暗物质总量的1%。 我们不知道轴子的质量是多少,甚至不知道它的许多特性是什么,但质量越低,在这个跃迁过程中产生的轴子数量就越多。重要的是,这些轴子出生时运动非常缓慢,使它们成为冷而非热的暗物质。如果轴子在静止质量能量的几微电子伏特范围内,轴子确实可以构成我们宇宙中100%的暗物质。 |
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尽管有量子物理的本质,许多人仍然认为我们在一个确定性的宇宙中
每个粒子和相互作用都被认为是完全服从确定性方程的。量子力学只能得出结果的不确定概率分布。涉及隐藏变量的主要确定性解释被称为玻姆力学,它唯一明显的预测被证伪了。Ⅰ历史上关于支配宇宙的法则有一个说法:你可以准确地预测这个系统在未来的行为。经典的运动方程是完全确定的,牛顿和爱因斯坦的万有引力定律都是确定性的,甚至控制电和磁的麦克斯韦方程组也是100%确定的。
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爱因斯坦的宇宙常数与暗能量相同吗
我们须理解宇宙常数的概念是从哪里来的有一个非常强大的数学工具,这个方程会告诉你下一时刻某物的行为,微分方程会告诉你一个球从山上滚下来时会发生什么。爱因斯坦在他的理论中加入了一个宇宙常数,在没有加入宇宙常数的情况下,他的方程预测宇宙要么在膨胀,宇宙常数不同于我们已知的其他类型的能量。宇宙常数就不会被注意到。使物质和辐射密度降至足够低的值时,宇宙常数才会最终出现。
