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镜像宇宙猜想：暗物质在世界的另一面？
新研究提出“暗镜像宇宙”理论，认为暗物质可能来自与我们镜像的宇宙，解释了其丰盛却不可见之谜。
暗物质，一种看不见摸不着的宇宙物质，其本质一直是宇宙学领域最大的谜团之一。一项新研究提出大胆猜测，或许这种神秘物质源自于一个“暗镜像宇宙”，自宇宙诞生伊始就与我们相伴相随。
想象一下，如果暗物质世界是我们的镜像，只是遵循一套不同的物理规则，那一切似乎就可以解释了。新理论认为，这就能解释为什么暗物质看似充斥宇宙却又不可见。
暗物质是一种充满神秘的未知物质，据估算其质量约为常规物质的 5 倍，是宇宙大部分质量的来源。它既不与光也不与普通物质相互作用，科学家只能通过其对普通物质的引力影响来间接探测，例如星系内部恒星的运动以及宇宙大尺度结构的演化。
由于物质和暗物质遵循不同的物理规则，很容易想到其中一种会完全主导宇宙。然而，尽管性质迥异，正常物质和暗物质的数量却大致相当。这似乎是一个奇怪的巧合。为了解释这一点，科学家们提出两者之间可能存在某种隐藏的联系。他们的研究成果于 1 月 22 日发表在预印本期刊 arXiv 上。
研究人员假设，正常物质的每一次物理交互，在暗物质世界中都存在镜像版本。他们认为这是一种全新的自然对称性，将正常物质和暗物质世界联系起来。
这种对称性可以解释为什么暗物质和常规物质具有大致相同的丰度。
论文中还指出另一个奇怪的巧合。在正常物质的物理学中，中子和质子的质量几乎相等，使它们能够结合形成稳定的原子。如果质子稍微重一点，它将完全不稳定，几分钟内就会衰变，使原子无法形成。在这种假设的情景下，宇宙将只剩下自由漂浮的中子海。
研究人员提出，这种假设的、破碎的宇宙可能正是我们宇宙的暗物质镜像版本中的现实。某种特殊的物理机制导致暗物质宇宙中的“暗质子”与“暗中子”质量相近；而在我们的镜像宇宙中，这种机制可能以不同的方式演化，导致“暗质子”衰变，留下“暗中子”海——也就是我们探测到的暗物质。
研究人员指出，虽然镜像模型允许暗物质粒子之间存在丰富的相互作用(暗原子、暗化学和暗元素周期表)，但这种相互作用不能太过频繁。如果暗物质之间发生大量交互，它往往会比科学家认为的更加聚集。因此，大部分暗物质必须相对简单——由自由漂浮的中性粒子组成。
这些额外的相互作用，相当于我们化学世界的镜像，可能使未来的科学家能够验证这一理论。在早期的宇宙中，正常物质经历了核合成，在核等离子体中形成了第一个元素。如果这个新想法是正确的，那么暗物质也会发生镜像核合成。在早期宇宙的混沌状态下，这两个世界之间可能存在通道，使它们相互影响。
通过仔细测量元素形成的速率(下一代宇宙观测站计划要做的事情)，科学家可能能够找到这些通道之一的证据，并一窥镜像暗宇宙的真面目。
本文译自 Live Science，由 BALI 编辑发布。