对称性与宇宙模型

孟繁志

内蒙古自治区兴安盟外事口岸办公室

对称性与宇宙模型

孟繁志

内蒙古自治区兴安盟外事口岸办公室

存在着对称的正物质宇宙、反物质宇宙。宇宙（真空介电常数ε>0，磁导率μ>0）中运行的能量（光线）是右手能量，定义为正能量，引力场表现为右手性；反宇宙（真空ε<0，μ<0）中运行的是左手能量，定义为负能量，引力场表现为左手性。右手性引力场与左手性引力场相互作用是相斥作用，即正物质与反物质间的万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间加速膨胀，表现为暗能量现象。说明了引力场使对称性破缺，无引力场时宇称守恒。

负能量；正反宇宙；宇称守恒；手性引力场；暗能量

1 引言

现有宇宙模型无法解释宇宙加速膨胀的暗能量现象、暗物质现象，牵强的以弱作用使CP不守恒从而核子数略多于反核子数来解释仅存在正物质宇宙。本文从对称性CPT守恒及引力场使对称性P破缺出发，推出存在着正、反宇宙，解释了宇宙暗能量现象，预示了暗物质的物质结构性质，正是引力场的作用使得反粒子性质与粒子产生差异，正物质引力场使得合成反氢原子困难重重。

2 宇称守恒定律

在没有物质引力场或反物质引力场作用时，宇称不变，即在“理想真空”中，维格纳（E.Wigner）宇称守恒定律成立。大爆炸初始，在大爆炸的中心点上CPT、CP、P守恒(且此中心点随着宇宙和反宇宙的演化一直保持着所有对称性的守恒），产生了同样多的物质与反物质，向二个方向运行，形成了对称的正物质宇宙和反物质宇宙。

这里说明“理想真空”概念：即满足现在物理真空条件，又不存在引力场、电磁场的空间，或正物质引力场与反物质引力场相互作用抵消的空间相当于理想真空。据此理想真空仅存在于宇宙与反宇宙空间对称点上。

在宇宙正物质引力场中，真空介电常数ε>0，磁导率μ>0，宇宙中运行的能量（光线）是右手能量，定义为正能量，即物质引力场是具有右手性质的引力场。据CPT守恒，在反宇宙的反物质引力场中，真空ε<0、μ<0，反宇宙中运行的能量（光线）是左手能量，电场能密度，磁场能密度因ε<0，μ<0，即电磁能量为负值，故反宇宙中运行的能量为负能量，反物质的引力场是具有左手性质的引力场。故引力场是宇称不守恒的场，引力场越强，对宇称的破坏程度越大。

2.1 引力场使对称性破缺。由于我们生活实验的空间是物质的引力场空间，是具有右手性引力场空间，正是由于引力场作用使得宇称不守恒，产生破缺。ß衰变（n→p+e-+νˉe），这里的反中微子是W.Pauli用来解释ß衰变中能量、动量、角动量缺失而引人的，其实质是：衰变物质与引力场间的直接能量动量角动量交换，是不需携带粒子的交换，由于外界引力场变化，会改变这种交换性质，从而使破缺程度改变。如吴健雄极化钴60实验，在地球、月球、太阳三者不同方位时实验（潮汐引力或反向时），可验证引力产生破缺及引力的改变对破缺程度的影响（若能在土星上做钴60实验，实验结果会更明显)。

2.2 引力场改变反粒子性质。在理想真空中，正反粒子性质相同，但在物质引力场中，由于引力场的右手性，使得反粒子寿命等性质上与对应粒子不同。由于地球表面点上引力场强度小，不能引起反粒子性质有大的改变，但地球表面点上引力场场强足以改变反氢原子性质，故在地球点处合成反氢原子困难重重（并非是由于反氢原子与氢原子迅速湮灭的缘故）。

2.3 常引力场强下，高能碰撞难合成大质量粒子。引力场场强越强，在其中合成粒子的质量越大、稳定性越好（当然同样条件下正物质粒子的反粒子的稳定性越差），在地球引力场强度下，即使再提高碰撞能量也难合成大质量粒子，正如在常压下用提高温度来合成金刚石一样很难，所以CERN的实验在找粒子上不会有什么结果。

3 正反物质间的万有引力相互作用

3.1 对称性导出正反物质万有引力相互作用。两物质间的相互作用是通过场间的作用来完成的，物质具有右手性引力场，两右手性引力场间的万有引力性质的相互作用是相互吸引的，据对称性，两左手性引力场间的万有引力相互作用也是相互吸引的，那么左手性引力场与右手性引力场间的相互作用就应是相斥作用，即物质与物质间、反物质与反物质间的万有引力是引力作用，物质与反物质间的万有引力是斥力作用。

3.2 物质、反物质组成看正反物质间的相互作用。粒子质量为m，带有右手性引力场，相应的反粒子质量值也为m，但具有左手性引力场，若引入负质量，定义反粒子质量-m，将m、-m代入牛顿引力公式

当m'=-m时，即反物质质量为负值时，F值为负，F与(r-r')同向，是斥力。

从正反粒子湮灭看引入负质量的合理性。

即在宇宙中湮灭形成的左手能量为宇宙引力场转化为右手能量，但对宇宙引力场有一微扰（场能量的能量、动量、角动量的微扰）。

即在反宇宙中湮灭形成的右手能量为反宇宙引力场转化为左手能量，但对反宇宙引力场有一微扰。

因此，从湮灭看，正负质量湮灭并非消失了、为零了，而是转化为能量，在物质引力场中转化为右手能量，在反物质引力场中转化为左手能量，且对引力场有微扰。故负质量是与能量层次左手能量相关联的质量，正负质量间没有加和性，等值的正负质量一定要相加和并不为零。

3.3 反宇宙对宇宙的斥力作用解释宇宙加速膨胀的暗能量现象（三体问题都很复杂，这里仅形象说明）

若正反物质相互作用为斥力，那么宇宙一定膨胀，且因持续受反宇宙的斥力，其膨胀速度应越来越快，加速膨胀。

假定反宇宙为F（图1，2），在宇宙中有距F远的A、B、C三个星体，A、B、C远离F的运动速度分别为νA、νB、νC，那么由于F与A、B、C起始作用点为一点（大爆炸），且F对A、B、C持续作用，就有νA＜νB＜νC，但F作用力越来越小，加速度增值越来越小，B曾有A的全部经历，νB一定大于νA，νC一定大于νB，由B星观测C，C一定是远离，B、C相互膨胀了，由于νB＞νA，由B星观看A，A也在以速度（νB-νA）远离B，A、B相互间

也在膨胀，故宇宙膨胀。

（这里宇宙质量远大于星球质量，与宇宙同样大的反宇宙对星球的作用要远大于宇宙内部均态星体间的相互作用。）

思考如图问题：

r:正物质宇宙与反物质

宇宙重心点距离

h：正物质宇宙锥形高

（宇宙纵向分布直径）

t0时刻：大爆炸开始

t时刻：A星球处于A点，B星球处于B点。

mA：A星球质量，mB：B星球质量。

反物质宇宙总质量-M，正物质宇宙总质量M,M>>m考虑反宇宙对B星球的斥力、宇宙中心对B星球引力、B星球（比如地球）在宇宙中的位置，应能说明暗能量的斥力现象和约占74.2%1宇宙组分现象了。

若更为复杂一些，大爆炸时是多点外射，即对称产生多块正反物质宇宙，相互作用更为复杂，而且这种可能比仅产生各一块正反宇宙的可能性更大.

4 预测微观物质结构

据对称性、物质引力场的右手性、反物质引力场的左手性预测微观物质结构要点：

1光子、中微子、引力场、电磁场都是在能量层次，是具有不同性质的能量，不具有质量。

2电子是质量物质的最原始产生，是能量的高密度浓缩，因此电子质量、电子电荷是基本质量、基本电荷，能量的右手性对应着负电荷，能量的左手性对应着正电荷。

3低能时正负电子相遇湮灭，高能时，以正负电子为晶核形成部分子（与费曼、比约肯定义的部分子性质上有差异），合成粒子、核。

4部分子性质①有两种电性部分子，带正电用B+表示，带负电用B-表示，B+有左手性质量，B-有右手性质量。②按一定的空间要求和电性要求，B+B-可以键合形成μ、π、k、P、核等粒子。③不同的粒子环境（如μ、π、k、P、核）中，部分子质量、部分子间结合键强不同，核是部分子为结构节点的整体。部分子仅存在于粒子结构中，是能量的进一步浓缩、是作用质量的生成，没有自由部分子，离开粒子结构部分子转化为电子。④质子是15个部分子两两相切键合的球形结构，当核中部分子进一步结合相交逐步增大时就依次形成白矮星、中子星，密度增大到一定程度，就形成了整体大密度物质（大π键物质），此时没有像原子一样的外围电子，不与电磁波作用，形成了暗物质、黑洞。

5质量物质间的相互作用是通过场间作用来实现的，因此仅存在电磁作用和万有引力作用，所谓弱作用是衰变物质与引力场的直接能量动量角动量交换，强作用是部分子间的键能。

5 结论

存在着正宇宙和反宇宙、正能量和负能量、正物质和反物质。

正物质与反物质的万有引力作用是斥力作用，正是由于反物质宇宙的斥力作用引起宇宙加速膨胀。

理想真空中宇称守恒。由于物质引力场的作用，使得对称性破缺、使得正反粒子的性质有差异，且在越强的物质引力场中（大天体附近）正反粒子的性质差异表现得越明显。

6 讨论

6.1 在正宇宙与反宇宙的空间对称点上，ε=0？μ=0？一条在反宇宙中射出的左手光线与一条从正宇宙中射出的能量值相同的右手光线在此点相遇，结果如何？正负能量在理想真空中是否有数学上的加和性？

6.2 极化钴60实验验证引力使对称性破缺，反氢原子与地球的作用验证正反物质的斥力作用。

6.3 中微子的左旋性与物质引力场的右手性相关，反中微子引发的反应很难发现是否与物质引力场右手性关联？

6.4 如果高能物理专业的学者、天体物理专业的学者、光学专业的学者及数学、计算机学者联合起来，暂时放弃标准模型根深蒂固影响，将正反宇宙及其斥力当作数学游戏模型，会对宇宙膨胀、宇宙中74.2%的暗能量等有很好的计算；在本文没详细写出仅列出要点的微观物质结构中放弃成键放能的化学键观点、正负质量的加和为0观点，细心研究能量性质（左右手性、动量、角动量等，引力场、中微子、电磁波的性质区别）会对宇称、力、物质结构重新思考。

[1]林强,叶兴浩.现代光学基础与前沿.2010,P448