宇宙会给你想要的一切（一切都变成了镜像）

从衰老的中子星可以变成黑洞说起。

脉冲星PSR B1509-58周边的气体和辐射。脉冲星是某些中子星的别称。NASA

中子星还会衰老？这涉及到我们对宇宙的一个根本性认识。

“对称”是我们宇宙所具有的一个奇妙特性。其含义在物理学上十分广泛。在某种程度上我们可以将其理解为“一致”，即在各种不同的条件下，物理学规律具有一致性。但是科学家也发现，宇宙的对称并不见得永远守恒。某些对称在特定情况下会被打破。

比如粒子的自旋是有方向的，如果我们把同一种粒子的左旋“版”定义为一般情况，那么右旋的粒子就是其“镜像”。按照宇称守恒原理，物理学规律在这两种情况下都应该一致。然而事实并非如此。

在著名的钴衰变实验中，科学家发现钴衰变产生的电子只朝与钴原子自旋方向相反的方向发射。就好像它们“知道”电子该去哪里一样。如果弱核力遵守宇称守恒原理，电子的发射方向就应该是随机的。

科学家一直不明白为何宇称会不守恒。有的科学家认为，我们宇宙的对称并没有不守恒，而是我们的观察方式有错。每一种粒子都有其“镜像”版本。

中子星

要验证这一假说非常困难。但相对而言，寻找镜像中子比较容易，因为中子不带电荷。然而到目前为止，人们依然一无所获。不过科学家相信，在极强的引力场中，中子和镜像中子之间的联系会变强。当前人们还没有办法在实验室里制造足够强大的引力场，但是在宇宙中，大自然已经为我们提供了一个天然实验室。这个实验室就是“中子星”。

中子星是大质量恒星死亡后遗留下来的内核。它们的密度极高，最流行的比喻是，一勺子的中子星物质其质量就相当于一座大山。中子星密度高的原因是中子星的质量大但体积小，我们可以想像如何把相当于10个太阳质量的物质，压缩进一个直径只有十几千米的球。中子星其实是一个巨大的原子核，一个大量中子以最紧密的方式结合在一起的球。

在中子星这样的极端环境下，我们日常熟悉的物理学规律都已失效。中子星上发生的一切，在我们看来都是不可思议的。因此有人认为中子星上的中子会偶发性地变成镜像中子也就不足为奇了。

中子变成镜像中子，并不会对中子星的引力产生影响。但是镜像中子不会参与某些中子参与的相互作用，因此中子星的内部依然会悄悄地发生变化。

黑洞

如果中子一直缓慢地变成镜像中子，中子星就会缩水。假如中子星内的中子和镜像中子比例达到1:1，中子星的体积就会缩小30%。

中子星之所以能够存在，能够抵御贪得无厌的引力，得益于所谓的“简并压力”。但是简并压力是有上限的，假如普通中子数量减少，这一上限也会随之下降。假如中子星内普通中子和镜像中子的比例达到1:1，那么中子星质量的上限就会下降30%。一旦这个上限跌落至中子星的质量以下，中子星就会坍缩成黑洞。

科学家在宇宙中发现过质量很大的中子星，因此有人认为，镜像中子并不存在，我们必须想出其他办法来解释宇称不守恒现象。但是也有科学家认为，宇宙中存在超越这个极限的中子星，并不是因为镜像中子不存在，而是因为宇宙还太年轻。

如果镜像中子存在，那么中子星内中子和镜像中子比例达到1:1究竟需要多少时间其实是个谜。可能宇宙中的许多大质量中子星年龄还没有跨越这道门槛。而一旦跨越，它们就会变成黑洞。但是什么时候跨越？还真没有人知道。

当然，目前这仍然只是一个假说，因为未知因素依然太多。但是我们可以畅想，如果镜像粒子存在，那么宇宙的命运是否有新的可能？

参考Neutron - mirror neutron mixing and neutron starshttps://arxiv.org/abs/2012.15233