140億年前並非宇宙絕對起點,或許宇宙一直在經歷「生死輪迴」

2020-12-06 宇宙科普檔案

美國普林斯頓大學的波爾·施泰恩加德和英國劍橋大學的尼爾·圖爾克這兩名物理學家在2011年共同提出了一個理論,即宇宙大爆炸發生了不止一次,宇宙一直經歷著「生死輪迴」的過程,而人們所認為的140億年前的宇宙大爆炸並非宇宙誕生的絕對起點,那只是宇宙的一次新生。兩位科學家是在對宇宙常量的大小計算中 發現這個理論的。

科學界一直都試圖解釋一個問題是,為什麼自然界中的那麼多常量的值都是那么正好,剛好讓生命存在。所謂宇宙常量,是對真空中的能量的數學表述,並用希臘字母第11個字母「拉姆達」表示,這個能量被認為是神秘的暗能量,而這種神秘能量正在讓宇宙不斷加速膨脹。

希臘字母表

宇宙常量該有多大,是宇宙大爆炸發生次數的關鍵。如果「拉姆達」太大,那麼宇宙就會在大爆炸之後立刻迅速膨脹並撐破,就像吹爆的氣球,那麼生命就不可能在百億年後存在了。一位宇宙專家曾經說:「『拉姆達』的值是物理學中最神秘的事物之一,它讓人們非常迷惑」。科學界出現了「人擇原理」,即宇宙常量恰當地選擇了人類生存,而人類也恰好選擇了這樣一個常量條件下出現,現在人類又回頭追究著為什麼宇宙常量大小剛好讓人類生存。

為了找到「人則原理」之外合理的解釋,波爾·施泰恩加德和尼爾·圖爾克利用宇宙大爆炸模型計算宇宙常量,但得到的結果要比實際觀測到的宇宙常量大得多,是實際值的10的100次方倍,也就是根本不適合現在宇宙中的生命存在。

宇宙常量的大小說到底還關係到人類的生存。因此,波爾教授和尼爾教授認為在宇宙大爆炸後宇宙常量,即暗能量都會隨著時間的推移而減弱。

但是,經過了進一步的計算之後,他們發現140億年根本不夠將爆炸後的值減弱到現在這個值。劍橋大學的尼爾教授說:「人們認為時間開始於那次大爆炸,但從沒有一個合理的解釋。而我們的推論看起來就非常的激進,在宇宙大爆炸之前是存在時間的。」

大爆炸不止一次發生,宇宙的年齡超乎科學家的想像,這兩位科學家的理論顛覆了人們的常識。在人們常常猜想時間將止於何時的時候,他們又告訴了人們時間並沒有起點。既然「拉姆達」的值在近140億年中減弱到現在這個適合生命存在的值。那麼,這兩位科學家就想到了宇宙大爆炸也許發生了不止一次,餓熱每一次的大爆炸都讓宇宙常量有所減弱。在產生了現在我們生活的這個宇宙之前,很可能在萬億年中宇宙大爆炸發生了很多次。尼爾教授說:「我想,宇宙的年齡可能遠遠大於萬億年。時間沒有開始,根據理論宇宙的年齡是無限大的,而宇宙範圍也是無限大的。」

在2002年,這兩位科學家就提出了宇宙進化經歷著「生死輪迴」這個觀點,宇宙就是在一次次大爆炸後重生,在每一次「輪迴」中,宇宙都在膨脹中消耗原有物質,在宇宙常量減弱時也會產生一些新粒子,直至另一次大爆炸到來,然後新粒子又形成了新物質、天體乃至生命觀。如果這兩位科學家的假設是正確的,那麼下一次的宇宙大爆炸會是什麼時候到來呢?

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參考文獻:《宇宙未解之謎》

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