人類離開地球之前,,人們都在想:地球是怎么來的,?人類走出地球,,看到廣闊的宇宙后,科學(xué)家們通過大量的觀察和研究,,提出了行星理論,,基本上搞清楚了地球的起源。 浩瀚的宇宙中有無數(shù)的天體和星系,,我們基本上可以通過研究找到它們的起源,。天體和星系的起源已經(jīng)出現(xiàn),但人們提出了一個更宏偉的問題:宇宙的起源是什么,? 既然天體和星系都有起源,,那么宇宙也一定有,。科學(xué)家經(jīng)過研究提出了大爆炸理論,,認為我們的宇宙是起源于138億年前的奇點,。20世紀60年代,霍金和彭羅斯提出了奇點定理,,并得到了一些宇宙觀測數(shù)據(jù)的證明,。 奇點大爆炸后,宇宙誕生,,然后膨脹演變成五彩繽紛的宇宙。如今,,大爆炸理論已經(jīng)成為科學(xué)家對宇宙起源的主流觀點,。隨著觀測數(shù)據(jù)的積累,越來越多的證據(jù)出現(xiàn),,從而證明了奇點大爆炸理論的正確性,。 現(xiàn)在科學(xué)家基本上找到了宇宙起源的答案,于是人們想到了另一個更宏偉的問題:宇宙誕生前是什么樣子的,?如果宇宙起源于大爆炸,,那么在宇宙誕生之前就應(yīng)該有東西存在了。會是什么樣子,? 至于宇宙誕生前的樣子,,對很多人來說研究它可能顯得沒有意義,因為BIGBANG之前沒有時空,,直到大爆炸之后才產(chǎn)生了時空,。既然時間是在大爆炸之后誕生的,那么之前研究BigBang又有什么意義呢,? 上面的解釋看似很有道理,,但沒有人對因果律中無懈可擊的答案感到滿意和認可。只要萬物存在,,就有因果,,有前有后,宇宙也是如此,。它的存在會有它的起點和終點,,它在誕生之前也會存在。 但是,,研究宇宙誕生前的樣子,,比研究和探索宇宙的起源要困難很多倍,因為起步非常困難,,也不知道從什么方向去研究和探索,。2020年,,羅杰·彭羅斯獲得諾貝爾物理學(xué)獎。這位89歲的老人很不尋常,。他在20世紀60年代和霍金一起提出了奇點定理,,并用一些數(shù)據(jù)證明了宇宙起源于一個奇點。 羅杰.彭羅斯提出宇宙起源于奇點的理論后,,他還思考了宇宙誕生前的樣子,。彭羅斯也不同意在宇宙誕生前研究其外觀是沒有意義的觀點。在他看來,,宇宙一定在誕生之前就已經(jīng)存在,,那么它會是什么樣子呢? 經(jīng)過不斷的思考和研究,,羅杰.彭羅斯提出了保形循環(huán)宇宙學(xué),。那么什么是共形圓形宇宙呢?其實我們用一個簡單的詞來表達宇宙中有輪回,。 彭羅斯保角循環(huán)宇宙(CCC)模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是保角映射,,也稱保角變換?!肮残巍币辉~反映了變換的幾何意義,,即保持兩條光滑曲線之間的夾角和無窮小結(jié)構(gòu)的形狀不變,但不保持其大小,。在大爆炸的時間點,,原本密集萎縮的空間被改造拉伸;對于未來,,轉(zhuǎn)型可以將無限的擴張空間限制在有限的范圍內(nèi),。 以上解釋比較難懂。我們用通俗的語言,,我相信我們所有的朋友都知道宇宙從大爆炸誕生,,然后開始加速膨脹。隨著宇宙的膨脹,,星系之間的距離越來越大,,星系不斷向外移動,成為彼此遙不可及的“宇宙孤島”,。另一方面,,引力使恒星和星系不斷坍縮,形成越來越多的恒星黑洞和超級黑洞,。 2008年,,科學(xué)家終于證實,銀河系中心本身就是一個質(zhì)量約為太陽400萬倍的超大質(zhì)量黑洞,。黑洞和黑洞可能會合并產(chǎn)生更大的黑洞,,但它們永遠不會分裂成更小的黑洞,。 在宇宙中,星系的合并和融合是很常見的,。銀河系和仙女座星系也將在40億年后碰撞合并,。中間的兩個黑洞也會碰撞融合,最后變成更大的大質(zhì)量黑洞,。而這種星系合并在未來還會繼續(xù)發(fā)展演變,,然后在宇宙的最終中心會出現(xiàn)一個超大黑洞。 先說宇宙的膨脹,。會一直持續(xù)下去嗎,?恐怕不可能。眾所周知,,如果一個氣球想膨脹,,它需要我們吹進它來為它提供能量。如果宇宙是獨一無二的,,它的能量無法從外界獲得,只能消耗宇宙中的能量,,這可能就是我們現(xiàn)在一直在尋找的暗能量,。 暗能量加速宇宙膨脹,宇宙不斷膨脹消耗能量,。隨著能量的不斷減少,,宇宙的膨脹無法繼續(xù),并將在未來某個時間停止膨脹,。停止膨脹是宇宙的末日嗎,?當然不是。能量越來越少,,空間就無法維持,,于是就會坍縮,也就是宇宙停止膨脹后會收縮,,最后整個宇宙又會收縮到奇點狀態(tài),,新的大爆炸又會發(fā)生,新的宇宙開始膨脹演化,。 彭羅斯認為,,我們的宇宙在這個大爆炸——膨脹——大爆炸——膨脹中無限循環(huán),在宇宙誕生之前,,它是另一個宇宙,,不是沒有任何東西。這個理論也可以用熵增定律來解釋,。我們都知道熵增定律是熱力學(xué)第二定律,,是一個讓科學(xué)家感到絕望的定律,。 熵增定律告訴我們,任何事物從誕生的那一刻起,,熵值就在增加,,這個過程是不可逆的。隨著熵值的增大,,系統(tǒng)會變得越來越混亂,,最終走向末路,宇宙也是如此,。從奇點大爆炸誕生的那一刻起,,熵值開始增大。 隨著熵值的增大,,空間會變得越來越不穩(wěn)定,,然后宇宙收縮,天體毀滅,,黑洞生長吞噬一切物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為能量,,最后黑洞蒸發(fā)消失,整個宇宙變成一個純粹的能量空間,。能量空間繼續(xù)坍縮到極致后,,會再次爆炸,開始新的宇宙循環(huán),。 彭羅斯的共形循環(huán)宇宙學(xué)在2020年獲得諾貝爾物理學(xué)獎時再次浮出水面,。而彭羅斯又一次向人們推薦了這個理論,這個理論可以解釋之前宇宙的出現(xiàn),,并且自信地預(yù)言在宇宙微波背景上發(fā)現(xiàn)的六個霍金點就是這個理論的最好證明,。 然而,保角循環(huán)宇宙學(xué)并沒有得到大量科學(xué)家的支持,。要證明這個觀點的正確性,,霍金點是關(guān)鍵。然而,,科學(xué)家們多年來一直在仔細考察宇宙的微波背景,,目前沒有發(fā)現(xiàn)任何特別的熱點。所謂的霍金點是不存在的,。 從這個角度來看,,彭羅斯的共形循環(huán)宇宙學(xué)要被人們認可,還有很長的路要走,。無論如何,,這個理論揭示了宇宙以前可能是什么樣子,仍然具有重要意義。如果未來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)霍金點,,證明共形循環(huán)宇宙學(xué),,那么他將成為和愛因斯坦一樣偉大的科學(xué)家。 |
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