對(duì)稱性與宇宙模型

孟繁志

內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟外事口岸辦公室

對(duì)稱性與宇宙模型

孟繁志

內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟外事口岸辦公室

存在著對(duì)稱的正物質(zhì)宇宙、反物質(zhì)宇宙。宇宙（真空介電常數(shù)ε>0，磁導(dǎo)率μ>0）中運(yùn)行的能量（光線）是右手能量，定義為正能量，引力場(chǎng)表現(xiàn)為右手性；反宇宙（真空ε<0，μ<0）中運(yùn)行的是左手能量，定義為負(fù)能量，引力場(chǎng)表現(xiàn)為左手性。右手性引力場(chǎng)與左手性引力場(chǎng)相互作用是相斥作用，即正物質(zhì)與反物質(zhì)間的萬有引力相互作用是斥力作用。正是反宇宙的斥力作用使得宇宙星系間加速膨脹，表現(xiàn)為暗能量現(xiàn)象。說明了引力場(chǎng)使對(duì)稱性破缺，無引力場(chǎng)時(shí)宇稱守恒。

負(fù)能量；正反宇宙；宇稱守恒；手性引力場(chǎng)；暗能量

1 引言

現(xiàn)有宇宙模型無法解釋宇宙加速膨脹的暗能量現(xiàn)象、暗物質(zhì)現(xiàn)象，牽強(qiáng)的以弱作用使CP不守恒從而核子數(shù)略多于反核子數(shù)來解釋僅存在正物質(zhì)宇宙。本文從對(duì)稱性CPT守恒及引力場(chǎng)使對(duì)稱性P破缺出發(fā)，推出存在著正、反宇宙，解釋了宇宙暗能量現(xiàn)象，預(yù)示了暗物質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)，正是引力場(chǎng)的作用使得反粒子性質(zhì)與粒子產(chǎn)生差異，正物質(zhì)引力場(chǎng)使得合成反氫原子困難重重。

2 宇稱守恒定律

在沒有物質(zhì)引力場(chǎng)或反物質(zhì)引力場(chǎng)作用時(shí)，宇稱不變，即在“理想真空”中，維格納（E.Wigner）宇稱守恒定律成立。大爆炸初始，在大爆炸的中心點(diǎn)上CPT、CP、P守恒(且此中心點(diǎn)隨著宇宙和反宇宙的演化一直保持著所有對(duì)稱性的守恒），產(chǎn)生了同樣多的物質(zhì)與反物質(zhì)，向二個(gè)方向運(yùn)行，形成了對(duì)稱的正物質(zhì)宇宙和反物質(zhì)宇宙。

這里說明“理想真空”概念：即滿足現(xiàn)在物理真空條件，又不存在引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)的空間，或正物質(zhì)引力場(chǎng)與反物質(zhì)引力場(chǎng)相互作用抵消的空間相當(dāng)于理想真空。據(jù)此理想真空僅存在于宇宙與反宇宙空間對(duì)稱點(diǎn)上。

在宇宙正物質(zhì)引力場(chǎng)中，真空介電常數(shù)ε>0，磁導(dǎo)率μ>0，宇宙中運(yùn)行的能量（光線）是右手能量，定義為正能量，即物質(zhì)引力場(chǎng)是具有右手性質(zhì)的引力場(chǎng)。據(jù)CPT守恒，在反宇宙的反物質(zhì)引力場(chǎng)中，真空ε<0、μ<0，反宇宙中運(yùn)行的能量（光線）是左手能量，電場(chǎng)能密度，磁場(chǎng)能密度因ε<0，μ<0，即電磁能量為負(fù)值，故反宇宙中運(yùn)行的能量為負(fù)能量，反物質(zhì)的引力場(chǎng)是具有左手性質(zhì)的引力場(chǎng)。故引力場(chǎng)是宇稱不守恒的場(chǎng)，引力場(chǎng)越強(qiáng)，對(duì)宇稱的破壞程度越大。

2.1 引力場(chǎng)使對(duì)稱性破缺。由于我們生活實(shí)驗(yàn)的空間是物質(zhì)的引力場(chǎng)空間，是具有右手性引力場(chǎng)空間，正是由于引力場(chǎng)作用使得宇稱不守恒，產(chǎn)生破缺。?衰變（n→p+e-+νˉe），這里的反中微子是W.Pauli用來解釋?衰變中能量、動(dòng)量、角動(dòng)量缺失而引人的，其實(shí)質(zhì)是：衰變物質(zhì)與引力場(chǎng)間的直接能量動(dòng)量角動(dòng)量交換，是不需攜帶粒子的交換，由于外界引力場(chǎng)變化，會(huì)改變這種交換性質(zhì)，從而使破缺程度改變。如吳健雄極化鈷60實(shí)驗(yàn)，在地球、月球、太陽三者不同方位時(shí)實(shí)驗(yàn)（潮汐引力或反向時(shí)），可驗(yàn)證引力產(chǎn)生破缺及引力的改變對(duì)破缺程度的影響（若能在土星上做鈷60實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)更明顯)。

2.2 引力場(chǎng)改變反粒子性質(zhì)。在理想真空中，正反粒子性質(zhì)相同，但在物質(zhì)引力場(chǎng)中，由于引力場(chǎng)的右手性，使得反粒子壽命等性質(zhì)上與對(duì)應(yīng)粒子不同。由于地球表面點(diǎn)上引力場(chǎng)強(qiáng)度小，不能引起反粒子性質(zhì)有大的改變，但地球表面點(diǎn)上引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)足以改變反氫原子性質(zhì)，故在地球點(diǎn)處合成反氫原子困難重重（并非是由于反氫原子與氫原子迅速湮滅的緣故）。

2.3 常引力場(chǎng)強(qiáng)下，高能碰撞難合成大質(zhì)量粒子。引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，在其中合成粒子的質(zhì)量越大、穩(wěn)定性越好（當(dāng)然同樣條件下正物質(zhì)粒子的反粒子的穩(wěn)定性越差），在地球引力場(chǎng)強(qiáng)度下，即使再提高碰撞能量也難合成大質(zhì)量粒子，正如在常壓下用提高溫度來合成金剛石一樣很難，所以CERN的實(shí)驗(yàn)在找粒子上不會(huì)有什么結(jié)果。

3 正反物質(zhì)間的萬有引力相互作用

3.1 對(duì)稱性導(dǎo)出正反物質(zhì)萬有引力相互作用。兩物質(zhì)間的相互作用是通過場(chǎng)間的作用來完成的，物質(zhì)具有右手性引力場(chǎng)，兩右手性引力場(chǎng)間的萬有引力性質(zhì)的相互作用是相互吸引的，據(jù)對(duì)稱性，兩左手性引力場(chǎng)間的萬有引力相互作用也是相互吸引的，那么左手性引力場(chǎng)與右手性引力場(chǎng)間的相互作用就應(yīng)是相斥作用，即物質(zhì)與物質(zhì)間、反物質(zhì)與反物質(zhì)間的萬有引力是引力作用，物質(zhì)與反物質(zhì)間的萬有引力是斥力作用。

3.2 物質(zhì)、反物質(zhì)組成看正反物質(zhì)間的相互作用。粒子質(zhì)量為m，帶有右手性引力場(chǎng)，相應(yīng)的反粒子質(zhì)量值也為m，但具有左手性引力場(chǎng)，若引入負(fù)質(zhì)量，定義反粒子質(zhì)量-m，將m、-m代入牛頓引力公式

當(dāng)m'=-m時(shí)，即反物質(zhì)質(zhì)量為負(fù)值時(shí)，F(xiàn)值為負(fù)，F(xiàn)與(r-r')同向，是斥力。

從正反粒子湮滅看引入負(fù)質(zhì)量的合理性。

即在宇宙中湮滅形成的左手能量為宇宙引力場(chǎng)轉(zhuǎn)化為右手能量，但對(duì)宇宙引力場(chǎng)有一微擾（場(chǎng)能量的能量、動(dòng)量、角動(dòng)量的微擾）。

即在反宇宙中湮滅形成的右手能量為反宇宙引力場(chǎng)轉(zhuǎn)化為左手能量，但對(duì)反宇宙引力場(chǎng)有一微擾。

因此，從湮滅看，正負(fù)質(zhì)量湮滅并非消失了、為零了，而是轉(zhuǎn)化為能量，在物質(zhì)引力場(chǎng)中轉(zhuǎn)化為右手能量，在反物質(zhì)引力場(chǎng)中轉(zhuǎn)化為左手能量，且對(duì)引力場(chǎng)有微擾。故負(fù)質(zhì)量是與能量層次左手能量相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量，正負(fù)質(zhì)量間沒有加和性，等值的正負(fù)質(zhì)量一定要相加和并不為零。

3.3 反宇宙對(duì)宇宙的斥力作用解釋宇宙加速膨脹的暗能量現(xiàn)象（三體問題都很復(fù)雜，這里僅形象說明）

若正反物質(zhì)相互作用為斥力，那么宇宙一定膨脹，且因持續(xù)受反宇宙的斥力，其膨脹速度應(yīng)越來越快，加速膨脹。

假定反宇宙為F（圖1，2），在宇宙中有距F遠(yuǎn)的A、B、C三個(gè)星體，A、B、C遠(yuǎn)離F的運(yùn)動(dòng)速度分別為νA、νB、νC，那么由于F與A、B、C起始作用點(diǎn)為一點(diǎn)（大爆炸），且F對(duì)A、B、C持續(xù)作用，就有νA＜νB＜νC，但F作用力越來越小，加速度增值越來越小，B曾有A的全部經(jīng)歷，νB一定大于νA，νC一定大于νB，由B星觀測(cè)C，C一定是遠(yuǎn)離，B、C相互膨脹了，由于νB＞νA，由B星觀看A，A也在以速度（νB-νA）遠(yuǎn)離B，A、B相互間

也在膨脹，故宇宙膨脹。

（這里宇宙質(zhì)量遠(yuǎn)大于星球質(zhì)量，與宇宙同樣大的反宇宙對(duì)星球的作用要遠(yuǎn)大于宇宙內(nèi)部均態(tài)星體間的相互作用。）

思考如圖問題：

r:正物質(zhì)宇宙與反物質(zhì)

宇宙重心點(diǎn)距離

h：正物質(zhì)宇宙錐形高

（宇宙縱向分布直徑）

t0時(shí)刻：大爆炸開始

t時(shí)刻：A星球處于A點(diǎn)，B星球處于B點(diǎn)。

mA：A星球質(zhì)量，mB：B星球質(zhì)量。

反物質(zhì)宇宙總質(zhì)量-M，正物質(zhì)宇宙總質(zhì)量M,M>>m考慮反宇宙對(duì)B星球的斥力、宇宙中心對(duì)B星球引力、B星球（比如地球）在宇宙中的位置，應(yīng)能說明暗能量的斥力現(xiàn)象和約占74.2%1宇宙組分現(xiàn)象了。

若更為復(fù)雜一些，大爆炸時(shí)是多點(diǎn)外射，即對(duì)稱產(chǎn)生多塊正反物質(zhì)宇宙，相互作用更為復(fù)雜，而且這種可能比僅產(chǎn)生各一塊正反宇宙的可能性更大.

4 預(yù)測(cè)微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)

據(jù)對(duì)稱性、物質(zhì)引力場(chǎng)的右手性、反物質(zhì)引力場(chǎng)的左手性預(yù)測(cè)微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：

1光子、中微子、引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)都是在能量層次，是具有不同性質(zhì)的能量，不具有質(zhì)量。

2電子是質(zhì)量物質(zhì)的最原始產(chǎn)生，是能量的高密度濃縮，因此電子質(zhì)量、電子電荷是基本質(zhì)量、基本電荷，能量的右手性對(duì)應(yīng)著負(fù)電荷，能量的左手性對(duì)應(yīng)著正電荷。

3低能時(shí)正負(fù)電子相遇湮滅，高能時(shí)，以正負(fù)電子為晶核形成部分子（與費(fèi)曼、比約肯定義的部分子性質(zhì)上有差異），合成粒子、核。

4部分子性質(zhì)①有兩種電性部分子，帶正電用B+表示，帶負(fù)電用B-表示，B+有左手性質(zhì)量，B-有右手性質(zhì)量。②按一定的空間要求和電性要求，B+B-可以鍵合形成μ、π、k、P、核等粒子。③不同的粒子環(huán)境（如μ、π、k、P、核）中，部分子質(zhì)量、部分子間結(jié)合鍵強(qiáng)不同，核是部分子為結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的整體。部分子僅存在于粒子結(jié)構(gòu)中，是能量的進(jìn)一步濃縮、是作用質(zhì)量的生成，沒有自由部分子，離開粒子結(jié)構(gòu)部分子轉(zhuǎn)化為電子。④質(zhì)子是15個(gè)部分子兩兩相切鍵合的球形結(jié)構(gòu)，當(dāng)核中部分子進(jìn)一步結(jié)合相交逐步增大時(shí)就依次形成白矮星、中子星，密度增大到一定程度，就形成了整體大密度物質(zhì)（大π鍵物質(zhì)），此時(shí)沒有像原子一樣的外圍電子，不與電磁波作用，形成了暗物質(zhì)、黑洞。

5質(zhì)量物質(zhì)間的相互作用是通過場(chǎng)間作用來實(shí)現(xiàn)的，因此僅存在電磁作用和萬有引力作用，所謂弱作用是衰變物質(zhì)與引力場(chǎng)的直接能量動(dòng)量角動(dòng)量交換，強(qiáng)作用是部分子間的鍵能。

5 結(jié)論

存在著正宇宙和反宇宙、正能量和負(fù)能量、正物質(zhì)和反物質(zhì)。

正物質(zhì)與反物質(zhì)的萬有引力作用是斥力作用，正是由于反物質(zhì)宇宙的斥力作用引起宇宙加速膨脹。

理想真空中宇稱守恒。由于物質(zhì)引力場(chǎng)的作用，使得對(duì)稱性破缺、使得正反粒子的性質(zhì)有差異，且在越強(qiáng)的物質(zhì)引力場(chǎng)中（大天體附近）正反粒子的性質(zhì)差異表現(xiàn)得越明顯。

6 討論

6.1 在正宇宙與反宇宙的空間對(duì)稱點(diǎn)上，ε=0？μ=0？一條在反宇宙中射出的左手光線與一條從正宇宙中射出的能量值相同的右手光線在此點(diǎn)相遇，結(jié)果如何？正負(fù)能量在理想真空中是否有數(shù)學(xué)上的加和性？

6.2 極化鈷60實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證引力使對(duì)稱性破缺，反氫原子與地球的作用驗(yàn)證正反物質(zhì)的斥力作用。

6.3 中微子的左旋性與物質(zhì)引力場(chǎng)的右手性相關(guān)，反中微子引發(fā)的反應(yīng)很難發(fā)現(xiàn)是否與物質(zhì)引力場(chǎng)右手性關(guān)聯(lián)？

6.4 如果高能物理專業(yè)的學(xué)者、天體物理專業(yè)的學(xué)者、光學(xué)專業(yè)的學(xué)者及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)者聯(lián)合起來，暫時(shí)放棄標(biāo)準(zhǔn)模型根深蒂固影響，將正反宇宙及其斥力當(dāng)作數(shù)學(xué)游戲模型，會(huì)對(duì)宇宙膨脹、宇宙中74.2%的暗能量等有很好的計(jì)算；在本文沒詳細(xì)寫出僅列出要點(diǎn)的微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)中放棄成鍵放能的化學(xué)鍵觀點(diǎn)、正負(fù)質(zhì)量的加和為0觀點(diǎn)，細(xì)心研究能量性質(zhì)（左右手性、動(dòng)量、角動(dòng)量等，引力場(chǎng)、中微子、電磁波的性質(zhì)區(qū)別）會(huì)對(duì)宇稱、力、物質(zhì)結(jié)構(gòu)重新思考。

[1]林強(qiáng),葉興浩.現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)與前沿.2010,P448