物理学家:很简略的答复是对的,但不是以时刻旅行者的办法。
物理学中存在着一种对称性,它隐含在咱们最最熟知的物理根本规律中,这种对称不会被咱们所知的进程打破,这便是所谓的“CPT对称”。它说的是假如你把国际、国际中的全部东西包含翻转电荷(C)像穿过镜子(P)相同将全部东西左右互相改换,再将时刻反演,那么物理学的根本规律会持续发挥效果。
当咱们将(P)与(T)联合起来看,相当于给一个四维时空坐标取负值,行将(t.,x, y, z)变成,(-t,-x, -y, -z),抛开时刻参数之外,余下三个参数能够反应出三维空间内全部的空间方向,并且因为这种反应是等量相反的(即左右交换),所以这三种改动将与(P)坚持一致。这样咱们就能够发现,当你在量子理论中联合(PT)时,假如翻转粒子电荷(C),现实上什么都不会改动。
精确的说,在全部咱们已知的相互效果及微观粒子现象中,交换全部的坐标(即联合PT),或许改动电荷(C),其根本物理规律均坚持不变。依据“CPT平衡”, 这让咱们值得考虑在这些改换中存在导致 “时刻反演”的或许。
电荷共轭能够使得国际中的全部电荷发作翻转。然而对咱们来说最重要的是,质子带负电荷,电子带正电荷。电荷共轭能够确保全部的电磁学规律坚持不变。根本上,在翻转电荷之后,喜爱仍然是喜爱(和排挤),敌对仍然是敌对(和招引)。
时刻反演:假如你把电影倒过来看,会发作许多简直不或许的工作。饭没有吃,机器人没有爆破,话没有说,心没有破碎。在每一种场景中,关于“前”与“后”最大差异便是熵值,而熵值往往随时刻的延伸而添加。 这种“计算规律” 的意思是,他们一般只被用来描绘事物的“发作的趋势”。
可是在大到足以被看到的标准上,或许看不到“不跟着时刻趋势递减”这样的事情,比方像火把灰变成纸相同。但在小范围中,熵值更像一种主张,而非规律。单个粒子的内部效果能够向前开展,当然也能够向后后退,包含粒子的发作和湮灭。
图解:左面:一个电子和一个正电子湮灭发作两个光子。右边:两个光子相互效果发作一个电子和一个正电子。这是相同的相互效果的开展和后退,咱们在国际中都能够看到。
咱们在自然界中能够常常看到这两种事情,实际上,不夸大地说它们便是互相的时刻反演。
假如你透过镜子看国际,你将永久不会留意到有什么不对劲。例如,假如你造了一辆车,然后再建一个彻底相反的镜像,那么这两辆车的功能就会都和另一辆相同好。直到1956年,咱们才总算发现了一个与它的镜像孪生兄弟行为不同的比方。衰变的中子,或多或少都是对齐的,可是经过将超冷放射性钴-60置于强磁场中,咱们发现电子会优先向一个方向(β—辐射)射出。
图解:吴建雄制作了这些行为不同于它的镜像的事物。1956年,他向世人展现了,要制作出一种行为不同于它的镜像的东西是多么困难。
物质经过弱力相互效果的办法具有旋向性,从某种意义上说,你能够真实差异左旋和右旋。在β-(β-)衰变中子变成一个质子的进程中会排出一个电子,一个反电子中微子和光子或两个原子核(一般)。因为中子具有自旋性,所以能够像界说地球自转相同界说它的“北”和“南”。现实证明,在β-衰变的进程中电子总是发射于中子的“南极”。可是镜像会向相反的方向旋转(试试吧!)。所以它们的“南北向”会发作翻转。在中子衰变的进程中镜像是不或许发作的,仅仅在大自然中从未见过,这不古怪吗?在国际中并不一定存在“宇称违反”,但它的确存在。
图解:HFGhg:物质与弱力的相互效果是“手动的”。当发射射线(弱相互效果)时,物质和反物质便是互相的镜子。
宇称性和电荷的差异便是是反物质与物质的差异。全部反物质粒子的电荷都与它们的物质对应物相反,它们的宇称性会发作翻转,从某种意义上说,当反粒子使用弱力相互效果时,它们就像镜子里的物质相同。当一个反中子衰变为一个反质子、一个正电子和一个电子中微子时,正电子就会从它的“北极”跑出来。
CPT正是为什么物理学家有时会说一些听起来很张狂的话的原因,比方“反粒子(CP)就像一般粒子进行时刻反演(T)相同”。在物理学中,不管什么时候,当你企图弄清楚反粒子在某种情况下的行为,你总是能够把时刻倒转过来,考虑一个一般粒子回到曩昔的行为。
图解: “反物质就像时刻倒流的物质。从技术上讲是正确的,但不是以一种对任何人都有用或特别有启发性的办法。”
这并不像它看起来那么有用。老实说,这关于了解衰变和中微子以及实际的根本性质是很有用的,但就你个人对反物质和时刻的了解而言,这是一个十分没用的现实。“时刻反演”是描绘单个粒子相互效果的一种有用办法,可是当你调查越来越大的标准时,熵开端发挥更重要的效果,一般时刻消逝的里程碑(如滴答作响的时钟、褪色的墨水、成长的树木)在物质和反物质中都以彻底相同的办法呈现。
假如生活在反物质国际中的反物质者都是本杰明·巴顿(Benjamin Buttons),那么这将是一个合乎逻辑和社会学的金矿。但说到底,假如你有由一个反物质构成的朋友(不管如何),你会以彻底相同的办法变老和阅历时刻。你或许仅仅不再想在同一个当地闲逛了罢了。
最重要的,时刻的界说特征是熵值,熵值会以彻底相同的办法对待物质和反物质,未来便是未来,未来便是全部。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. askamathematician-柚子茶
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