圖為宇宙大爆炸
宇宙是無邊無際的空間和其中的存在的各種天體以及物質的總稱,千百年來,人類就一直想探索宇宙的起源,於是就有以大爆炸理論為主流的各種學說的興起。這其實是一個非常複雜的問題,其中包括了如何理解時間和空間的本質?但是近年來量子力學在我國快速發展,「九章」計算機和「墨子號」衛星等應用,讓中國科學家思考或許可以讓量子力學來回答這個問題。
圖為宇宙的3D坐標系
宇宙誕生的理論爭議
人類在探索宇宙起源的同時,發展了宇宙學這一學科,它已經不再是抽象的哲學辯議,而建立在天文觀測和物理化學實驗上進行研究。直到了20世紀,科學界已經主要形成了兩大門派的爭議:一個是穩態理論,另一個是大爆炸理論。
大爆炸學說是現代宇宙學中一種比較有影響力的說法,1929年,天文學家哈勃觀測到,目前所有的系外行星都在向外移動,說明宇宙在高速地向外膨脹。該理論認為宇宙的起點是一個單獨的不屬於任何維度的奇點,即一個在時間和空間上都沒有尺度但又卻包含了宇宙全部的物質的點。
這個點在極高的溫度下發生了一次史無前例的大爆炸,宇宙中的質子、中子、光子和質量較小的原子核組成了現在化學元素,隨著溫度的下降,這些物質形成了天體,宇宙就是這樣來的。
另外一個學說是穩態理論,通俗地講,就是一個是先有雞,還是先有蛋的問題,究竟是何物創造了宇宙,那何物又創造了何物呢,這牽扯到了許多哲學宗教甚至神話問題。
不管怎麼說,這些都是科學家們爭議的問題,宇宙誕生之前到底是什麼樣子的,還沒有人知道。不過最近,我國科學家們提出或許可以用量子力學來觀測宇宙誕生前的樣子。
圖為宇宙星系
觀測宇宙誕生之前,中國科學家新啟發
愛因斯坦說我們目前所有的物質傳遞都不能超過光速,在宇宙學觀測目前為止,科學家還沒有使用量子測量的手段,還只是依賴於光的信息傳遞。比如我們用天文望遠鏡觀測距離地球10億光年的星星,看到這個星星不是現在的樣子,而是10億年前的模樣,也就是說宇宙年齡是138億光年,我們是看到了最早的光。目前人類觀測的極限也就是138億光年了,只能一點點去逼近這個極限,或許可以探測到宇宙原生引力波。
如果用量子糾纏理論去觀測這個宇宙或許可以突破這個極限,因為它是不傳遞信息的,所以說可以超過光速,但這並不推翻相對論。
量子理論是不確定的,但觀測時是確定的,所以說量子力學還是有很多有趣的地方,它的價值還需要我們多多去挖掘。(清風)