摘要：镜像对称性，也称为宇称对称性，是物理学中的一个基本概念，它假定自然定律在镜像反射下应保持不变。这意味着如果观察到某种现象，那么它的镜像也应该是可能的。然而，20世纪中叶弱相互作用中宇称不守恒的发现表明，这种对称性并非普遍成立。
镜像对称性，也称为宇称对称性，是物理学中的一个基本概念，它假定自然定律在镜像反射下应保持不变。这意味着如果观察到某种现象，那么它的镜像也应该是可能的。然而，20世纪中叶弱相互作用中宇称不守恒的发现表明，这种对称性并非普遍成立。
近年来，引力波天文学的突破性进展，特别是LIGO-Virgo合作组织对黑洞合并的探测，为检验基本物理学开辟了新的途径，包括探索宇宙中的镜像对称性。发表在《物理评论快报》的论文《Testing Mirror Symmetry in the Universe with LIGO-Virgo Black-Hole Mergers》的主要焦点是利用这些引力波测试宇宙尺度上的镜像对称性。研究探讨通过分析引力波从黑洞合并中检测到的宇宙是否展示出整体的偏向性。
引力波是时空结构中的涟漪，由加速的巨大物体产生。1915年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）首次预言了这些波一百年后，激光干涉引力波天文台（LIGO）直接探测到了它们。这些波的探测开启了观测宇宙的新窗口，提供了电磁波观测无法提供的见解。
引力波可以携带有关宇宙中最剧烈过程的信息，例如黑洞合并。这些波穿越广大距离，不受星际物质的影响，为发生在数十亿光年外事件提供了原始数据。
引力波可以表现出一种称为圆偏振的特性，它以波传播时的旋转运动（螺旋状）为特征。圆偏振可以是右旋或左旋。如果在宇宙尺度上镜像对称性成立，那么这些偏向性应在统计上相互平衡，显示平均值接近于零。
为了详细分析净圆偏振的分布，研究人员采用了一种基于陈-庞特里亚金伪标量（Chern-Pontryagin Pseudoscalar）的新型观测工具。这种方法允许在考虑检测角度和波传播方向等因素的情况下，审查入射引力波的累积螺旋性。
分析涵盖了LIGO和Virgo合作团队检测到的47次黑洞并合事件。以下是研究中的关键发现：
统计分析：尽管圆偏振的总体平均值与零一致，但观察到82%的并合表现出净圆偏振。注意事件（GW200129）：一个特定事件GW200129脱颖而出，展示了明显的镜像不对称性，表现出93.1%的净圆偏振概率。以贝叶斯因子12.6表示。镜像对称性影响：结果表明，与预期的零平均值存在偏差，提示宇宙中可能存在大尺度上的非对称。这不仅挑战了经典的镜像对称性概念，还开启了进一步探讨这种不对称背后原理的途径。这些发现对我们理解宇宙的镜像对称性有着重要影响。观察到的净圆偏振表明，宇宙在大尺度上可能不会严格遵循镜像对称，这一发现有望重塑我们的宇宙学模型。
研究还提出了引力波观测与量子效应之间的潜在联系。例如，一些天体源可能通过量子过程发射圆偏振引力波，暗示着宏观宇宙事件与量子力学之间的有趣交集。
研究论文提出了一种创新的方法来探讨宇宙的镜像对称性。研究发现提示了宇宙中的不对称性，对我们理解宇宙的基本性质贡献了深刻的见解。这些观察不仅测试了我们的理论模型，还推动了我们知识的边界，使我们更接近解开宇宙最深奥的秘密。
来源：万象经验
