你别看微中子这东西小得不起眼,藏在它身上的细微差别,很可能就把宇宙到底为啥能存在的

你别看微中子这东西小得不起眼,藏在它身上的细微差别,很可能就把宇宙到底为啥能存在的大秘密给解开了。138亿年前的大爆炸一声响,按照常理说当时产生的物质和反物质应该是等量的,可这两者一见面就得同归于尽,最后只剩能量,哪还能剩下我们这些星系、恒星和人呢?这中间缺了的那块儿“致命缺口”,物理学家们找了半天,结果发现关键还得看宇宙刚出生那会儿的微中子表现。 大爆炸之后几微秒,温度和密度突然降下来,质子和中子这才冒了头。紧接着氢、氦这些轻元素的原子核就被火速合成出来,这就是所谓的大爆炸核合成。到了今天,这两种元素占到了宇宙总质量的差不多98%,可以说是整个星系的骨架。在这堆核子里,75%都是氢,24%是氦,剩下那不到1%才是别的更重的元素分的。 科学家们普遍觉得氦的形成离不开中微子和反中微子牵线搭桥。具体过程分两步走:先是中微子和反中微子互相变来变去,这就影响了质子和中子的比例;等到宇宙慢慢冷却下来这种转换停了,质子和中子的数量也就定死了。大家可以这样算一笔账:如果中微子多了,质子自然也就多了,中子就少了;而氦是由两个质子两个中子组成的,中子少了那氦的产量自然也就低。反过来,如果我们现在看到的星系里氢氦含量高得离谱,那就能倒推出以前宇宙里的中微子数量。 去年日本团队用架在夏威夷的昂星团望远镜,锁定了10个特别远、几乎全是氢氦的星系。通过分析光谱上的波长差劲儿,他们头一回把这些星系里的氦含量给测准了——结果比模型预测的要低大约6%。研究人员把这个新测得的氦丰度再代回以前的计算里一推算,发现要想对上数必须假设存在“中微子过剩”。也就是说早期宇宙里并不是完全一样的中微子和反中微子海洋,而是多出了一点“净中微子”。 虽然这事还没完全盖棺定论呢,但已经指出了一条明路:如果当时的中微子确实比反中微子多了那么一点,这种微观上的不对称性就会通过粒子物理的机制被放大成宏观世界里物质占主导的局面。换句话说,“万物到底为啥存在”这个老问题,搞不好最终就被归结为了“多出来的那一个微中子”。这新的数据只是理论物理界的一条线索罢了,算不上最终答案;不过它确实把物质跟反物质不对称的源头从暗处给拉到了聚光灯下——接下来还得靠粒子加速器和更精密的宇宙观测才能揭开这粒“种子”到底是怎么长成参天大树的。