一項新的研究表明，宇宙中可能充滿了“映象”粒子——這些本來無法檢測到的天體可能是宇宙中密度最大的、正在收縮的恆星，它們正在變成黑洞。這些假想的普通粒子的邪惡雙胞胎將經歷物理定律的翻轉版本，就好像控制已知粒子的規則反射在一面鏡子裡一樣。根據一項新的研究，這項研究發表在2020年12月的預印本資料庫arXiv中，但尚未經過同行評審，如果這些粒子存在，它們將把宇宙中密度最大的恆星擠壓成黑洞。
1、映象粒子
宇宙中可能充滿了映象粒子，這種邪惡孿生體或將把恆星擠壓成黑洞，自然界中的幾種基本對稱性基本都會遵守物理定律，例如，在空間中移動一個實驗或相互作用併產生相同結果的能力，就會導致動量守恆。但其中一種對稱，即反射的對稱性，當你看到一個物理反應的映象時，就會發現反射的對稱性。在幾乎所有情況下，你都會得到完全相同的結果。例如，如果你把一個球拋到空中然後接住它，它在鏡子裡看起來完全一樣——重力尊重反射對稱。
但並不是所有的力量都在發揮作用，反射對稱（又稱映象對稱、P對稱或宇稱）的違反者是弱核力。每當弱力參與到某種粒子的相互作用中，這種相互作用的映象看起來就會不同。最早發現這種效應的經典實驗發現，當放射性的鈷衰變時，它發射的電子更傾向於向一個方向運動（尤其是與鈷自旋方向相反的方向），而不是朝任何隨機方向運動。如果弱核力服從反射對稱性，那麼，這些電子就不應該“知道”哪個方向是哪個方向，也不應該能夠飛到它們想飛的任何地方。
宇宙缺少反物質仍是一個待解決的物理問題，也許這來自於自然規律中某種內在的非對稱性，儘管到現在我們都沒有發現到。或者，這種對稱性被隱藏起來，只不過未表現出來或尚未被發現。物理學家們不知道我們宇宙中的映象對稱規律為何被打破了，所以一些人提出了一個激進的解釋：也許它根本沒有被打破，只是我們看待宇宙的方式錯了。如果你允許一些額外粒子的存在，你就可以“挽救”映象對稱。說到“一些”，我的意思是“很多”——每個粒子的映象副本，會有映象電子，映象中子，映象光子，映象Z玻色子。隨便什麼地方，都有映象（這與反物質不同，反物質與普正常物質類似，但帶相反的電荷。）
到底有沒有映象宇宙？人類為何很難發現宇宙物質相對應的反物質？反物質指的是由反粒子構成的神秘物質。科學家發現,宇宙中的每種粒子實際上都存在相對應的反粒子。粒子與反粒子就好比映象的存在。映象物質的其他名稱還包括“影子物質”和“愛麗絲物質”（比如在《愛麗絲鏡中奇遇記》中）。透過引入映象物質，反射在宇宙中得以保留：普通物質的相互作用是左旋的，而映象物質的相互作用是右旋的，一切都在數學層面上同步。
2、恆星的核心
但是，科學家們如何驗證這個激進的想法呢？因為唯一違背映象對稱規律的力是弱核力，這是唯一能夠為普通物質提供與映象物質溝通“通道”的力。而弱力非常非常弱，所以即使宇宙中充滿了映象粒子，它們也很難被探測到。
許多實驗都集中在中性粒子上，比如中子，因為它們沒有電磁相互作用，因此使實驗更容易。對對映象中子的搜尋還沒有發現任何東西，但也不是沒有希望。這是因為這些實驗是在地球上進行的，而地球沒有超強的引力場。但理論物理學家預測，一個非常強的引力場可以增強中子和映象中子之間的聯絡。值得慶幸的是，大自然已經制造出了一種非常優越的實驗裝置來尋找映象物質：中子星。
中子星是巨星的殘餘核心。它們的密度非常高——一小茶匙的中子星物質會超過巨大的金字塔重量——而且非常小。想象一下，把10個太陽的物質塞進到比曼哈頓還小的地方。中子星本質上是城市大小的原子核，由各個中子儘可能緊密地擠在一起組成。
3、中子的邪惡孿生體
有了令人難以置信的中子丰度，再加上極端的引力場（中子星上最高的“山脈”只有半英寸高），奇怪的事情一定會發生。這項新研究提出，其中之一就是中子偶爾會變成它們的映象中子對應物。當一箇中子變成一個映象中子時，會發生一些事情。映象中子仍然懸浮在恆星內部：它受到引力的約束，所以哪兒也去不了。而且映象中子自身也有（微小的）引力影響，所以恆星不會蒸發。但是，映象中子並不參與科學家在中子星中探測到的相互作用，所以這改變了內部的化學成分。它們確實參與了一種“映象中子星”的生活，有自己的一套有趣的原子相互作用，但這種生活對我們來說是隱藏的，就像一個幽靈居住在普通中子星的身體裡。
這就像去看一場擁擠的足球比賽，慢慢地用紙板圖案取代球迷：體育場仍然擠滿了人，但能量已經沒有了。當中子慢慢轉化為映象中子時，恆星就會收縮擠壓。如果常規中子與映象中子的比例為1:1，中子星就會發現自己變小了30%左右。中子星可以透過一種叫做簡併壓力的量子力學過程，在自身重力的重壓下支撐自己。但是，這種壓力有一個極限，隨著常規中子的減少，這個極限會縮小。也就是說，如果一顆恆星的普通中子與映象中子的比例為1:1，那麼，宇宙中中子星的最大質量將比我們通常預期的質量低30%左右。如果質量超過這個，中子星就會坍縮成黑洞。
科學家們已經觀測到比這更大的中子星，乍一看，這可能意味著映象物質是一個死衚衕（我們必須找到違背映象對稱性的其他解釋）。但這個問題還沒有解決：宇宙的年齡只有這麼大(138億年)，我們不知道這個轉變過程需要多長時間。這可能是因為中子星沒有足夠的時間進行轉換。中子星最酷的一點是，科學家們一直在觀察它們。透過尋找和觀察更多的中子星，他們可能會在這些訊號中發現一個跡象，表明存在一個隱藏的鏡子——我們敢說它是“邪惡的孿生體”嗎？