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反物质,竟有可能是在时间中倒退的“物质”!

 八牛弩 2018-01-25

似乎没有什么东西能够穿越时间回到过去,因为它违反了因果律——原因和结果的定律。结果发生于起因之后,反之不成立。但理査德·费曼,他对回到过去这—构想产生了强烈的兴趣。

在分析狄拉克在电子方面的原作时,费曼发现了某些非常奇怪的东西。如果他简单地将狄拉克方程中时间的方向反转,并且将电荷同样反转的话,方程就可以保持不变。换言之,一个在时间中后退的电子与一个在时间中前进的反电子是一样的!通常,一个成熟的物理学家或许会忽略这一解释,认为它仅仅是一个小把戏,一个不具备意义的数学小戏法。在时间中后退似乎没有任何意义,然而狄拉克的方程在这一点上却明白无误。因此,费曼找到了自然允许这些时间倒退的解的原因:它们表现了反物质的运动!

当费曼继续钻研这个令人伤脑筋的问题时,年轻的他留意到了某些更奇怪的现象。通常,如果一个电子和一个反电子相撞,它们会产生对消,并且制造出一道γ射线。他将这画在了一张纸上:两个物体相互碰撞,造成了一阵能量的爆发。

但是,如果在这之后改变反电子的电荷,它就成了一个在时间中倒退的普通电子。随后可以将同一幅示意图中时间的箭头改为反转。现在电子似乎在时间中前行了,然后再突然逆转方向。电子在时间中调了一个头,现在在时间里后退了,在这个过程中释放出能量的爆发。换言之,这是同一个电子。电子-反电子对消过程不过是同一个电子在时间中作出逆行造成的后果!

因此,费曼揭开了反物质的秘密:它不过是在时间中逆行的普通物质。这一简单的观察结果立即解释了所有的粒子都拥有反粒子配偶的谜:这是因为所有的粒子都可以在时间中后退,因此就被改头换面成了反物质。

现在,让我们假设有一团反物质与普通物质相撞,制造了一场巨大的爆炸。有数万亿电子和数万亿反电子对消了。但,如果我们逆转反电子的箭头方向,将它变成一个在时间中逆行的电子,那就意味着同一个电子曲曲折折地前行、后退了数万亿次。

还有另一个更加不寻常的后果:在一团物质中必须只有一个电子。同一个电子高速前后移动,在时间中曲折前进。每当它一调头就成为反物质。但如果它在时间上再次调头,它就变成了另一个电子。

费曼与他的论文导师约翰·韦勒随即推断,整个宇宙可能都是由这样—个在时间中曲折地前进、后退的电子构成。想象一下在最初的大爆炸混乱中产生的仅仅有一个电子,数万亿年后,这个电子将最终与世界末日的剧烈灾难相遇,在那时,它将调头,并且在时间中逆行,在这一过程中释放出一道射线。随即,它将回到最初的大爆炸时,并且随之进行另一次调头。这个电子随后会在大爆炸到世界末日之间进行重复的曲折前行、后退。21世纪,我们的宇宙不过是这个电子整个旅程中的一小片时间碎片,在其中我们看到数万亿电子和反电子,即可见的宇宙。

尽管这个理论似乎很奇怪,但是它能解释一个量子理论中的奇特事实:为什么所有的电子都是一样的。在物理学中,电子无法进行归类,你无法像科学家们有时给野生动物戴上标签以进行研究那样,给一个电子“套上标签”。或许其原因就是整个宇宙是由同一个在时间中前后跳跃的电子构成。

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