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如果将宇宙中所有矢量倒转,按原路倒退,是否等同于时间倒流? 第1页

  

user avatar   LuJianlong 网友的相关建议: 
      

首先,这个问题的前提条件『将宇宙中所有矢量倒转』是不自洽的,因此是无法实现的。举个简单的例子:一个点粒子的角动量矢量位置矢量动量矢量的叉乘,因此如果将位置矢量和动量矢量倒转,那么角动量矢量是保持不变的。同理,如果是角动量矢量和位置矢量(或动量矢量)发生倒转,那么剩下的动量矢量(或位置矢量)则是保持不变的。从这个例子就可以看出本问题的前提条件在逻辑上是无法实现的。

其次,盲目地将所有矢量倒转还会导致一些物理上的问题,比如将一个自由粒子的能量-动量4矢量倒转,就会出现负能量这种不是很让物理学家喜欢的东西。

关于时间反演操作的细节有很多书可以参考,比如Weinberg的量子场论。


user avatar   zhou-yue-49-12 网友的相关建议: 
      

将宇宙中所有矢量倒转确实等同于量子理论中的时间反演。但是时间反演是不对称的。

也就是说,即使你把所有的矢量倒转,也依旧回不到完全一样的过去。

题主问的,其实是CPT对称破缺的一个方面。

C指的是电荷对称(电荷共轭不变性),可以简单理解为如果把所有的粒子都换成反粒子他们的演化是否还一样。

P指的是宇称,可以简单理解为镜像系统的演化是否和没镜像的一样。

T指的是时间反演对称就是你说的把矢量反转是否可以回塑过去的路径。

但是无论是C,P还是T都是不对称的。

关于宇称破却杨振宁、李政道先生和吴健雄女士已经证明了。

至于电荷共轭不变性。如果该不变性是成立的那么反中微子应该也是左手性的,然而反中微子的是右手性的。弱相互作用也破坏了电荷共轭不变性。(此处感谢 @非对称的虫洞 大佬的指正)

C和P都不对称为我们皆示了一种可能性。C和P联合起来是对称的。

既我们把系统内的粒子做一个镜像变换在把他们的电荷反转他们应该是对称的。

然而科学就是在不断打脸中前进的。

1946年瓦尔·菲奇和詹姆士·克罗宁也宣布他们看到了自然破坏CP。

如果CP联合对称是对的,那么根据量子力学预言K介子会衰变为两个π介子。大多数情况下也确实如此,

但是在几千个事例中,偶尔也有那么几个“调皮”的K介子衰变成了3个π介子

在20世纪50年代我们发现了一个玄妙的定理,在一个由量子场论描述的世界中你永远不能破坏CPT的联合对称性。

也就是说给一个系统的所有粒子 镜像,电荷反转,矢量反转。那么他与原来的系统是对称的。

CPT对称成立,而CP破缺本身就意味着T(时间反演)也是破缺的。

最终这就解释了题主的问题。把宇宙中所有的矢量反转,时光倒流。也无法回到和原来一模一样的世界。


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果然初中没毕业的我就不适合回答这种问题,大家去看 @卢健龙 大佬的回答吧。


部分资料参考自这本书




  

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