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科学研究惊喜不断，现在一个国际研究小组的一项新研究表明：时空的涟漪引力波可能包含另一个证据，证明正物质之所以能在宇宙大爆炸中幸存下来，是因为相变能让（允许）中微子重新洗牌正物质和反物质。在科幻小说或好莱坞电影中，万物是如何被从一场彻底的毁灭中拯救出来，这并不是一个问题。根据现代宇宙学的宇宙大爆炸理论，（正）物质与反物质等量，如果它们一直保持这种状态。

物质和反物质最终应该会相遇并一对一地湮灭，导致彻底的湮灭，那么宇宙将空荡荡的，也就不会有星系、恒星、黑洞、行星和地球亿万物种生命了！但是，宇宙万物却实实在在的存在与这一理论相矛盾，为了克服正反物质彻底的湮灭，宇宙必须将少量的反物质转化为（正）物质，造成正反物质之间的不平衡。

理论研究表明，所需的失衡只要十亿分之一，但这种不平衡是在什么时候以及如何造成的，这仍然是一个未知的谜。研究的合著者、加州大学伯克利分校博士后研究员、劳伦斯·伯克利国家实验室物理研究员杰夫·德罗(Jeff Dror)表示：一旦我们回顾宇宙诞生的后约100万年，它对光线就变得不透明了，这使得‘我们为什么会在这里？

这个根本问题很难回答。由于（正）物质和反物质具有相反的电荷，除非它们是电中性的，否则它们不能相互转化。中微子是我们所唯一的电中性物质粒子，所以中微子是完成这项使命的最强竞争者。许多研究人员支持的一个理论是：宇宙经历了一次相变，因此中微子可以重新洗牌正物质和反物质。

相变就像沸水变成水蒸气，或者把水冷却成冰，物质的行为在称为临界温度的特定温度下发生变化。当某种金属冷却到较低温度时，它通过相变完全失去电阻，成为超导体，也是用于癌症诊断的磁共振成像(MRI)或磁悬浮技术的基础，还能使列车漂浮起来，使其能够以每小时480km的速度运行，而不会导致头晕。

研究的合著者、加州大学伯克利分校麦克亚当斯物理学教授、东京大学卡夫利宇宙物理与数学研究所首席研究员、劳伦斯·伯克利国家实验室资深教职科学家村山秀史解释说：就像超导体一样，早期宇宙中的相变，可能创造了一种叫做宇宙弦的非常细的磁场管。研究人员相信宇宙弦然后试图简化自己，导致称为引力波的时空微小波动。对于几乎所有可能的临界温度，未来的太空天文台：

如LISA、BBO（欧洲航天局）或DECIGO（日本宇航探索局）都可以探测到这些温度。研究的合著者格雷厄姆·怀特(Graham White)表示：引力波的发现为我们提供了一个新机会，可以进一步回顾某个时间，因为宇宙从一开始就对引力是“透明”的。当宇宙诞生之初的温度，可能比今天宇宙中最热的地方高出一万亿到一千万亿倍时，中微子的行为，很可能就是确保宇宙正物质能存在所需的方式。

该研究证明：可能还留下了一个可检测到的引力波涟漪背景。宇宙弦曾经作为一种在质量密度上产生微小变化的方式很受欢迎，这些物质密度最终变成了恒星和星系，但由于此前研究的数据排除了这个想法，它消亡了。该研究所负责日本的引力波探测器KAGRA和超神冈实验，东京大学宇宙线研究所的博士后研究员平松隆说：现在，随着新研究的进行，这个想法又回来了，原因不同了，这是令人兴奋的！

日本高能加速器研究组织理论中心副教授Kazunori Kohri表示：来自宇宙弦的引力波频谱与黑洞合并等天体物理源的光谱非常不同，所以我们完全有可能相信，这个源确实是宇宙弦。如果能知道宇宙正物质为什么存在，那将会非常令人兴奋，这是科学界的终极问题之一！该研究成果作为编辑推荐已发表在《物理评论快报》期刊上。

博科园｜研究/来自：卡夫里宇宙物理与数学研究所

参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.041804

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