宇宙微波背景輻射中出現(xiàn)違背宇稱守恒定律的神秘現(xiàn)象

北京時間 2 月 4 日消息，據(jù)國外媒體報道，目前，日本兩位科學(xué)家觀察到來自宇宙微波背景輻射（CMB）的偏振光，這是宇宙誕生之初釋放的最早光線，他們發(fā)現(xiàn)偏振光子或者光微?？赡軙诠馐状萎a(chǎn)生時從它們最初方向輕微旋轉(zhuǎn)，暗能量或者暗物質(zhì)可能是造成這種旋轉(zhuǎn)的原因，據(jù)悉，暗能量是一種假設(shè)的宇宙神秘力量，而暗物質(zhì)是一種產(chǎn)生引力但不與光相互作用的物質(zhì)。

▲圖中是歐洲航天局普朗克望遠(yuǎn)鏡拍攝的巡天圖像，熾熱顏色區(qū)域代表了星系內(nèi)及星系外的塵埃被偏振

光子極化的旋轉(zhuǎn)跡象表明，可能有什么物質(zhì)與這些光子發(fā)生相互作用，尤其是違背了物理學(xué)家稱為 “宇稱守恒定律”的宇宙對稱性，依據(jù)宇稱守恒定律，即使在一個翻轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中，所有事物的外觀和行為都是一樣的，就像事物的鏡像效果，如果宇宙系統(tǒng)遵循該理論，產(chǎn)生于 138 億年前的宇宙微波背景光子偏振方向不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

宇稱守恒定律在所有亞原子粒子和除弱力以外的所有力中都得到了體現(xiàn)，然而，這項最新研究結(jié)果表明，宇宙早期光線可能與相互作用的任何事物都可能違背這種宇稱守恒。

研究報告作者、日本高能加速器研究組織（KEK）的粒子與核研究所（IPNS）物理學(xué)家 Yuto Minami 說：“或許存在一些未知粒子，它們能產(chǎn)生暗能量，可能會使偏振光子發(fā)生旋轉(zhuǎn)?！?/p>

138 億年前，當(dāng)宇宙微波背景輻射首次釋放時，它以相同方向發(fā)生偏振，通過觀察光在穿越空間和時間的過程中是如何發(fā)生變化，以及觀察光偏振如何隨時間推移而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，可使科學(xué)家洞悉宇宙的歷史演變。

在此之前，科學(xué)家已研究了宇宙微波背景輻射的偏振情況，以及宇宙微波背景輻射偏振光如何隨著時間推移而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，但由于測量光子偏振的探測器校準(zhǔn)存在很大不確定性，他們無法進(jìn)行精確測量研究宇稱守恒性。

2020 年 11 月 23 日，發(fā)表在《物理評論快報》雜志的一項最新研究表明，研究人員發(fā)現(xiàn)一種方法，通過利用另一種偏振光來源——銀河系塵埃，來精確測量偏振光旋轉(zhuǎn)特征，由于該偏振光并不遙遠(yuǎn)，它很可能不會受到暗能量或者暗物質(zhì)的強(qiáng)烈影響。

科學(xué)家使用銀河系塵埃偏振光，能夠精確計算出他們的儀器是如何定位，因此他們知道偏振光旋轉(zhuǎn)是真實發(fā)生，而不是由他們的儀器所導(dǎo)致的，這使得他們可以確定宇宙微波背景輻射的偏振光發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這意味著光與違背宇稱守恒的宇宙物質(zhì)發(fā)生了相互作用，有可能是早期宇宙中某些物質(zhì)影響了光，但更有可能是光抵達(dá)地球的路徑中受某些物質(zhì)干擾。這很可能是暗能量或者暗物質(zhì)，意味著組成這些神秘物質(zhì)的粒子違背了宇稱守恒定律。