一個與我們的宇宙一模一樣的宇宙可能就在我們身邊。

鏡像世界真實存在？

但鮮為人知的是，李和楊也曾提出過另一個相當(dāng)瘋狂的解釋。他們認(rèn)為，宇稱之所以看起來不守恒，只是因為我們僅看了我們宇宙的情況;倘若存在另一個隱藏起來的宇宙，在那里，宇稱在相反的方向也是不守恒的，那么把兩個宇宙合起來考慮，宇稱總體上還是守恒的。

打個比方。有一口碗，碗上有幾個分布不規(guī)則的缺口，就這口碗自身而言，左右對稱性“破缺”了。但是，倘若讓它對著一面鏡子，把碗和它在鏡中的像都當(dāng)作一個系統(tǒng)處理，那么左右對稱性依然是保持的。這個解釋的前提是，鏡像世界跟我們的世界一樣真實。

這個存在真實的鏡像世界的想法當(dāng)時并不受歡迎，所以李和楊很快就放棄了。但在粒子物理學(xué)面臨著許多難題的今天，一些人又開始重拾這種觀點。他們說，事實上我們或許已經(jīng)從中子的行為中窺探到鏡像世界存在的跡象。

中子是組成原子核的基本粒子之一。它在原子核內(nèi)是穩(wěn)定的，但在核外，即所謂的自由中子，就不穩(wěn)定了，將衰變?yōu)殡娮雍唾|(zhì)子（這叫β衰變）。幾十年來，物理學(xué)家一直在努力弄清楚自由中子在衰變前究竟能存在多長時間，但得到的結(jié)果是相互矛盾的。

測量自由中子壽命的方法大致有兩種：一種是用“磁陷阱”捕捉的方法，一種是用中子束的辦法。陷阱捕捉的方法相當(dāng)簡單：你用一個弱磁場將一群中子聚集到一口“陷阱”中，讓它們在里面衰變，過一陣子再去數(shù)剩下的中子數(shù)。根據(jù)這種方法，中子的平均壽命為14分39秒。

第二種辦法則是從核反應(yīng)堆中引出中子束，測量它產(chǎn)生的質(zhì)子數(shù)。質(zhì)子帶電，更容易測量。一個中子衰變產(chǎn)生一個質(zhì)子。用該方法測量，得到的中子壽命為14分48秒。

兩種辦法測得的壽命差為9秒鐘。起初，物理學(xué)家將其歸結(jié)為實驗誤差。但是，隨著測量技術(shù)的提高，現(xiàn)在測量誤差越來越小了，可這兩個數(shù)值并沒有趨于一致。中子似乎有兩個壽命。

一些物理學(xué)家認(rèn)為，鏡像世界如果存在的話，可能是出現(xiàn)上述問題的罪魁禍?zhǔn)?。他們提出一種猜想：中子或許在兩個世界之間來回振蕩。中子一生中只有部分時間逗留在我們的宇宙，剩余時間是在“平行”（因為就在我們身邊）的鏡像世界中度過的，在那里它們發(fā)射的任何質(zhì)子都不會被我們發(fā)現(xiàn)。

他們計算了一下：如果100個中子中有1個在衰變成質(zhì)子之前“切換”到鏡像世界中去了，就可以解釋為何用“磁陷阱”的辦法測量到的中子壽命較短。因為這個中子隱身于鏡像世界之后，我們就測不到它了。這就是說，當(dāng)我們測到只剩50個中子時，它實際上只有49個中子衰變了，這自然比50個中子衰變所需要的時間要短。

暗物質(zhì)藏身在鏡像世界中？

鏡像宇宙甚至可以為暗物質(zhì)提供一個藏身之地，并解釋為什么暗物質(zhì)這么很難找。 當(dāng)你了解到鏡像世界中可能會藏有多少暗物質(zhì)時，這個猜測似乎更有吸引力。

為了與早期宇宙演化的模型相一致，需要假設(shè)鏡像世界的部分比我們自己的宇宙要冷得多。如果把我們的宇宙和鏡像宇宙想象成熱水和冷水，那么這種溫差將使我們世界中的粒子更容易穿越到鏡像宇宙中，從我們的宇宙中消失。我們的宇宙中物質(zhì)在減少，而鏡像世界中的物質(zhì)在增加。有一個鏡像世界模型預(yù)測，我們世界中每1個普通粒子對應(yīng)鏡像世界中的5個粒子——這正好和普通物質(zhì)與測量得到的暗物質(zhì)之比1∶5相符。

在我們這個世界里，剩下的粒子形成恒星、行星，最終形成人類，我們似乎也有理由期待這個演化過程在鏡像世界中發(fā)生。那里有鏡像恒星、鏡像行星，甚至鏡像人類。因為我們說暗物質(zhì)“暗”，只是它們跟我們世界里的物質(zhì)關(guān)系“冷淡”（除了引力，沒有其他相互作用），至于它們自己，關(guān)系則“熱絡(luò)”著呢，說不定也有鏡像電磁力、鏡像核力等。我們世界中的普通物質(zhì)，在鏡像世界看來，倒成了“暗物質(zhì)”。誰知道呢，甚至可能鏡像人類正在試圖搞明白為什么他們宇宙中的“物質(zhì)”與“看不見的物質(zhì)”之比是5∶1呢。

寄希望于中子實驗

這是一個大膽的猜測，但要找到確鑿的證據(jù)并非易事。困難在于，鏡像世界與我們的世界，除了引力，不發(fā)生別的相互作用，電磁力、強弱核力統(tǒng)統(tǒng)沒有，而引力又太弱了，無法進(jìn)行實驗。

這就又回到了前面的話題，答案可能在于對中子壽命進(jìn)行更好的測量。2012年，一篇論文聲稱：因為地球引力，地球自轉(zhuǎn)會把少量鏡像物質(zhì)拖著走;攜帶電荷的鏡像粒子（比如鏡像電子）的運動會產(chǎn)生鏡像磁場;處于普通磁場中的中子（如“磁陷阱”中的中子），受到鏡像磁場的影響，切換到鏡像世界的概率會增加。

這個想法引起了實驗家的興趣。他們使用一種更靈敏的儀器來測試鏡像磁場是否會影響“磁陷阱”中的中子壽命。實驗還包括對“磁陷阱”施加不同強度的磁場，看看是否影響中子的壽命。目前實驗已完成，數(shù)據(jù)正在分析之中。

另一個實驗正在美國橡樹嶺國家實驗室緊鑼密鼓地籌備。其背后的想法相當(dāng)簡單：往一堵墻上發(fā)射一束中子，墻足夠厚，而且中子會被墻上的特殊物質(zhì)吸收，無法穿透。因此一般情況下，在墻另一側(cè)的中子探測器是探測不到中子的。但倘若中子在行進(jìn)過程中，“切換”到了鏡像世界，搖身變成鏡像中子——對于鏡像中子來說，這堵墻是不存在的。然后，過了墻，它又“切換”回我們的世界，變成普通中子，那么墻另一側(cè)的中子探測器就可能探測到中子。

萬一這些實驗壓根兒沒找到鏡像世界存在的蛛絲馬跡呢？估計，理論家們也不會輕易放棄這個猜想。畢竟，“鏡子”太重要了，他們已經(jīng)把很多賭注押在它身上。

（完）