物理學家提出有反方向時間的鏡像宇宙

想像一下，在死後醒來，接著經歷自己年老的歲月，直到變得夠年輕來擁有一份工作，然後希望有一天能上大學。這就像是在「鏡像(mirror)」宇宙中的生命，和我們的宇宙完全相反的。根據兩組物理學家表示，我們的宇宙可能有一個雙胞胎，時間在那裡是向後移動的。

當然，這還全都是理論而已。但這個理論回答了物理學一直在努力解決的一些基本問題。一個問題是，如果在大爆炸期間，宇宙是由等量的物質和反物質所組成，那麼所有的反物質在哪裡呢?

Paul Dirac在1928年首先提出反物質。從那時起，物理學家發現一連串的反粒子。這些反粒子是出現在宇宙其他地方的高能量碰撞期間，而且也出現在粒子加速器內，例如歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機。

反物質出現在歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)實驗。但在自然界中，它是很奇怪地消失不見。

在1964年的一項實驗中，James Cronin和Val Fitch證明，由於弱核力違反這個模型的簡單理由，你無法有一個反物質宇宙。有一段時間大家也都認為是這樣子。

然後在2004年，加州理工學院的兩位科學家，Sean Carroll教授和他的研究生Jennifer Chen，藉由試圖解決另一個基本物理學問題，為什麼時間只是在一個方向移動，重啟了鏡像宇宙理論?

在調查過程中，他們最後創造出一個向兩個相反方向射出的大爆炸模型。在我們的宇宙，一切都是由物質組成，而在鏡像宇宙，則是反物質。

當時間在一個宇宙中朝著一個方向前進時，它在另一個宇宙則會向後移動。但從鏡像宇宙來看，時間在我們的宇宙會像是向後移動，這就讓人想要提出一個問題，究竟誰才是在向後移動的宇宙里，是我們還是他們?

一般來說，當我們談到時間時，我們會考慮熱力學第二定律(Second Law of Thermodynamics)，特別是熵(entropy)。這是在一個系統中，最終會瓦解系統的混亂的量，無論是引擎、電腦、恆星 還是人體。熵會以指數式來增加，直到它遲早把整個系統消耗為止。但Carroll和Chen決定專註在重力，而不是熵。

只研究1千個粒子，並使用牛頓物理學，他們能夠證明這種雙重宇宙理論是可能的。他們的模型甚至說明了弱核力。從此，兩組科學家更深入研究這一點。

物理學家一直想知道為什麼宇宙只在一個方向行進。

2014年，一組團隊在物理評論通訊期刊(Physical Review Letters)上發表他們的研究成果。三位科學家，英國牛津大學的Julian Barbour、來自加拿大新伯倫瑞克大學(University of New Brunswick)的Tim Koslowski、以及圓周理論物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)的Flavio Mercati，展開合作計劃。根據重力而非熱力學，他們研究一個相類似、獨立性、1千個粒子的系統。

這個模型顯示重力從所謂的「傑納斯點(Janus point)」向兩個方向擴張，傑納斯是羅馬兩面神的名字。在這裡，熵是我們體驗時間如何永遠向前行進，在物理學中被稱為「時間之箭(arrow of time)」。根據Barbour，如果你把時間當作是一種自然現象，而不是一個預先存在的力，它會不斷湧入到兩個不同的方向，他聲稱這個現象會在電腦模型中自發地出現。

因此，那些在鏡像宇宙中的人會像我們一樣體驗他們的生活，但細微的差異可能導致事情的結果與我們的時代完全不同。那麼，你能走進應該存在的鏡像宇宙嗎?根據Mercati，不能。這兩個時代從這個中心點不斷地流出，然後，在一個宇宙中的生命永遠不會意識到在另一個宇宙的生命。

即使有鏡像宇宙，你也永遠無法跨越傑那斯點(Janus point)。

自從開創性的發表以來，Carroll博士建立起自己的理論。今天，他在加州理工學院與在麻省理工學院(MIT)的同事Alan Guth合作。Carroll和Guth聲稱這個模型現在更加精緻。

一個理由，它不依賴於重力。它只根據熱力學來運作。當解釋粒子穿越無限的空間而不是獨立系統時，它甚至可以順利地運作。

Guth告訴新科學人雜誌(New Scientist)：「我們把它稱為時間的雙面箭(two-headed arrow of time)，因為物理學定律是不變的，我們在另一個方向看見完全一樣的東西。」在這個觀點下，我們的宇宙和它的鏡像，可能已經從一個宇宙母體(parent universe)誕生。

他們的結論還未發表。一個問題是，這個模型只被證明在古典物理學起作用。是否與量子力學或甚至廣義相對論相符，沒有人知道。另一個問題是，它沒有結合宇宙基本力，重力。研究人員甚至不確定他們提出的確切結構。

Carroll說：「與其從一條河流分出兩條溪流，它可能更像是一個有很多對泉水的噴泉，或者只是一大堆泉水以不同的方向流出噴泉。」或許我們的時代真的是一個更大的多元宇宙的一部分，每一個個別的宇宙都有它自己的相反鏡像，一個讓人考慮到的迷人前景。

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