諾貝爾物理學獎獲得者:大爆炸之前還有其它宇宙

2020-10-09 萬象經驗

牛津大學數學家兼物理學家羅傑·彭羅斯因在黑洞領域的研究而獲得諾貝爾獎。他認為我們的宇宙並不是第一個存在的宇宙,而且它也不是最後一個。大爆炸並不是宇宙的開始,在大爆炸之前就有一些東西,而這些東西就是我們將來會有的東西。



根據最廣為接受的宇宙起源理論,大約在137億年前的某一時刻,所有物質和能量都被擠在一個密度無限大的奇點中。科學家認為,這個起點是宇宙時間和空間的起點,在此之前,談論時空是沒有用的。就像一個嬰兒剛出生,你無法說他十年前長啥樣。

但是,這個奇點在某種複雜的物理機制下,產生了「大爆炸」,宇宙空間開始膨脹。​經過了137億年的時間,宇宙演化成了我們現在所看到的樣子。但是,對於許多物理學家來說,這個時間根本不足以形成高度複雜的結構,比如超星系團

因此,來自牛津大學的彭羅斯相信宇宙大爆炸模型還有改進之處,而且他能證明這一點​。他認為,從大爆炸後留下的證據——宇宙微波背景輻射來看,大爆炸並不是宇宙的開始,相反,它只是一系列循環大爆炸中的一個。每一個都在宇宙歷史上開創了新的篇章。簡單來說,彭羅斯認為我們的宇宙不是第一個,也不是最後一個。​



根據熱力學第二定律,我們知道宇宙的熵總是增加的。那麼,反推整個宇宙的演化過程,我們知道在宇宙誕生之初必然是低熵、高度有序的狀態。​從高密度、低熵的點演化為現在這麼複雜的宇宙,目前的宇宙暴漲理論是無法解釋的。​因此,彭羅斯認為,在宇宙大爆炸之前就已經有其它宇宙運行了很久了。

彭羅斯的理論認為,我們宇宙的「真空吸塵器」​:黑洞,它會洩露輻射並摧毀​遇到的一切,這可以清除宇宙中的熵。當宇宙膨脹接近尾聲的時候,剩餘的黑洞會蒸發或相互吞噬,從而使事物回到有序的狀態。在此期間,宇宙將開始恢復到大爆炸時的類似狀態,時空的幾何形狀將再次變得平滑。在宇宙不再能夠進一步膨脹之後,這將迎來一個新的永恆,所以它坍縮成一個高度有序的系統,並準備好引發下一次「大爆炸」。



彭羅斯的理論被稱為「共形循環宇宙論」,這表明我們宇宙的當前狀態僅僅是無數個永恆世代之一,這也意味著不需要大爆炸的前兆。當然,他的結論在其他物理學家中也受到批評,但它仍然是一個有趣的假設,具有廣泛的含義​。​

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