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在宇宙大爆炸之前到底发生了什么科学家的回答让人意外

时间:2019-08-15 11:09:53  阅读:4197+ 作者:责任编辑NO。卢泓钢0469

“许多科学家一生的作业都在企图答复这个问题”

图解:世界进化-本图片描绘了世界进化始于大爆破。赤色箭头标明晰时刻流。图片来自美国国家航空和世界飞行局

众所周知,世界来源于大爆破 – 巨大的爆破催发了世界的诞生。

但假如大爆破不是来源呢?有没有自拥恒星和星系的世界更早来源的版别?或许是一个有着自己生物的世界,而那里的生命体也在思考着他们的世界诞生之前是怎样的?

或许或许有无数个世界,不停地孕育越来越多的世界?假如是这样,那么诘问“世界是怎样构成的”这个问题还有含义吗?

为了答复这些问题,科学家们不得不面临物理规律的应战。现有理论能够解说世界自负爆破后几分之一秒的开端来源,但是大爆破之前是什么一直是一切科学问题中最让人困惑的。

“我从前参加过许多研讨会,在那里咱们花费很多时刻为此奋斗。” Renée Hlo ek,多伦多大学物理和世界学家说。

1.大爆破仍是大反弹?

物理学家在评论他们能看到的事物时往往很自傲。咱们的望远镜能看到的最陈旧的东西是世界微波布景辐射,有点像大爆破的“回声”。世界微波布景是一种能够用电波望远镜丈量及定位的全景光,其发生于大爆破38万年之后。在此之前,世界充满了物质,光无法自在发散,因而咱们无法看到它的容貌。

图解:婴儿期世界,图片来自美国国家航空和世界飞行局

威尔金森微波各向异性勘探器的太空使命是为研讨世界微波布景辐射这一世界最陈旧的光而规划的。

Hlo ek教授说,“我只能勘探到我所能看到的那么远。在世界微波布景辐射之前,世界是不为人知的。”

但是,即便宇航员的视觉受限,理论学家的思维确是无疆的。最巨大的理论物理学家之一,牛津大学的罗杰 彭罗斯, 提出了多重世界进化的假说。他指出,大爆破或许仅仅一个反弹 – 从一个更早崩塌的世界转化成为咱们现在地点的仍在持续胀大的世界。

图解:罗杰 彭罗斯教授,其提出多重世界假说,图片来自David Levenson / Getty 图库

彭罗斯教授上一年秋天将他的假说又向前推动一步,一语激起千层浪。他说证明这些早前世界的依据或许是存在的,能够经过仔细分析电波望远镜的数据从而以讲故事的方法提醒世界微波布景辐射上的印迹。

其他物理学家则以怀疑论(正如2010年当彭罗斯提出相似建议时他们的反响)进行辩驳。英国哥伦比亚大学物理学家道格拉斯 斯科特称:“很明显,假如有人能够拿出微波天空上某些特定的形式以佐证世界存在多重循环,那将是十分令人激动的工作。但是,他(彭罗斯)的论文太短,并未给予充分说明。”

彭罗斯并不是首位应战大爆破是时刻开端来源的人,或许世界中还存在其他咱们周遭所看不到的东西。在2001年,普林斯顿大学的保罗 斯坦哈特和滑铁卢圆周物理理论研讨所的尼尔图 洛克,提出了一个“世界循环模型”。该模型是根据所谓物理M-理论,弦理论的一个版别。该理论以为,物质是振荡的细微线体,而不是细微的微粒。在世界循环模型中,咱们的世界仅仅很多一起存在世界中的一员,在更高维度范畴中被称之为“量体”。(假如你无法幻想三维以上物体是什么姿态,不必忧虑,他人也做不到。)

在斯坦哈特和图洛克所描绘的模型下,世界间定时彼此磕碰,每次磕碰就像一次新的世界大爆破。大爆破通行模型描绘了单次世界诞生,而他们的模型,正如彭罗斯假定那样,咱们日子在一个永久仿制再仿制的世界中。斯坦哈特是这么诠释的。

2.胀大、多重世界及时刻追溯

假如斯坦哈特和图洛克是正确的,则世界是以远超乎咱们对现在世界的幻想而对外扩张的。其他理论家称世界在太空中对外扩张是相似的,也便是说咱们日子在一个多重世界中。在这个世界序列中,咱们日子的世界仅仅更宽广世界的一小部分罢了(但是斯坦哈特对此持否定定见)。不论是哪种状况,世界大爆破简直能够确切的说不是世界开端的来源。

世界“暴胀”理论也有相似说法。该理论能够回溯至二十世纪八十年代前期。其中心思维现在被物理学家所广泛承受,即世界在其开端几分之一秒极速暴胀,从比质子还小瞬间胀大到一颗葡萄巨细。

图解:艺术家对世界大爆破的诠释,展示了世界前期及其扩张。图片来自美国国家航空和世界飞行局

无人知晓是什么原因导致了世界暴胀。但是,包括斯坦福大学的安德烈 林德在内的某些物理学家们,则信任无论是何种原因引发的,不可能只迸发一次而应该是屡次,这就推导出多重世界。假如这种“永久暴胀”理论是正确的,则世界将会像滚水中的气泡相同,持续发生新世界。

2013年,英国物理学家朱利安 巴伯、新不伦瑞克大学的蒂姆·科斯洛夫斯基与周界研讨所的弗拉维奥·摩卡提提出了一个相同颠覆性的理论。这三位科学家电脑模仿粒子搜集,研讨粒子在长时刻内受重力影响将怎么移动(制作一个仅包括成千砾石且砾石间彼此招引的世界)。他们的电脑模型精确地说明晰如咱们周遭所见相似不断扩张的世界。一起,模型也标明晰当时刻向相反方向活动时,镜像世界的发生(分割线被他们称为“Janus点”,以双面罗马神姓名命名)。

“假如该理论正确,则在大爆破的另一端存在另一个世界,其时刻流与咱们的正好相反。”巴伯在2016年在Quartz上说。

3.该问题的含义安在?

另一种可能性 – 或许与那些各种反弹世界或许多重世界比较更中庸的观念是 – 时刻来源于世界大爆破。因而底子就不存在“之前”这一说法。

史蒂芬·霍金,2018年逝世。他在1988年最畅销书《时刻简史》中争辩(并于逝世前不久在与尼尔·德·格拉斯·泰森的视频采访中再次着重)过。霍金将某种东西存在于“大爆破之前”的观念与“南极以南”的观念进行了比照。南极极点以南没有任何事物 – 地球表面在该点完结。很难幻想,或许在大爆破之前便是没有时刻。

能够估计,物理学家们将持续评论哪种观念值得更深入研讨。关于咱们世界是某个早前世界的产品的解说听起来有道理,但是是什么导致该世界的存在呢?

“假如你有一个反弹世界论,那么它将永久反弹下去吗?假如是,那么反弹是怎么开端的呢?” Hlo ek问到。这些假说虽然斗胆,但是并不必定比霍金“你不能问问题”的言辞更让人满足。

终究,世界有大爆破这一可信的来源故事,但是并没有关于“时刻之前”的令人信服的说法。咱们有的仅仅自助餐式的彼此对立且投机的理论。

“有时候我想咱们应该诚笃,” Hlo ek 说,“而且仅声明,这是我一生企图答复的问题,但我并不知道答案。”

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. nbcnews-模糊猫

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