提"去熵假說"-永恆宇宙的理論基礎兼談循環宇宙or大彈簧理論

2020-11-06 雲智熵



因為彭羅斯獲得諾獎,他的其他觀點也被重新翻出來炒作一番, 其中一個是循環宇宙論. 網上很多帖子,這裡不再重複,較早的如這個"https://huanqiukexue.com/wap.php?action=article&id=22080" ,希望大家也可以先讀一下.

主要證據為,發現宇宙背景輻射中存在同心圓.

這裡整理下內涵,並簡單總結:

背景輻射的信息必定來自宇宙爆炸之初,因此可假定是上一代宇宙遺留. 同時這樣的同心圓很可能是上一代宇宙中的黑洞在宇宙收縮過程中碰撞造成的.

這個假設基本合理(除了不認同"碰撞",因為碰撞是不對稱的,很難產生同心圓)

本人很讚賞循環宇宙論,或者說大彈簧理論.其中一個原因是他提供了宇宙永恆的理論基礎,宇宙似乎可以永遠循環下去, 那麼我們作為小小的人類,自然就充滿了希望, 各種滅世理論失去了終極支持. 從人文角度非常棒. 但這個理由終究是牽強.

回到嚴肅一些的探討,宇宙永恆需要怎樣的理論基礎呢,先看我們知道的物質的守恆定律:

質量守恆,動量守恆,能量守恆,其中質量和能量通過e=mc2的質能方程聯繫起來,不存在矛盾. 動量守恆在物理規律中也一直很堅強.

如果按照這些物質守恆定律,宇宙可以一直存在,可以是循環形式,當然也可以是靜態宇宙(個人不讚賞") .收縮成一個靜止的奇點(假設這就是宇宙大爆炸理論預言的點)反倒是較難自洽的. 這也是我欣賞循環宇宙理論的原因.

回到循環宇宙理論,循環可以是有限循環,可以是無限循環.

有限循環宇宙其實是能夠兼容現有理論的. 宇宙可以循環幾次,然後能量衰減(以某種形式損耗)最後死亡(靜止), 這真的就是我們能夠觀察到的現實世界裡的彈簧了. 這樣的有限循環宇宙論其實並不讓人驚奇. 我這裡想說的是無限循環宇宙,如果存在,需要什麼樣的理論.

這裡才回到標題裡的"去熵假說", 意思是無限循環宇宙必須要去除熵的概念. 根據熱力學第二定律,有序世界最終向無序演化(在微觀世界裡,熵的定義是數學化的,這裡還是用較為通俗化的說法.) ,自然界裡的各種摩擦,碰撞等損耗就是這一過程的驅動力. 所以真實的彈簧不可能永遠振動下去(即使在真空裡,彈簧內部的變形也產生損耗)

所以要實現無限循環宇宙,需要去除熵的概念. 如果去除熵,那需要說出熵為什麼不是普適的,筆者曾經有過一個想法"宇宙收縮的過程中,應該是熵減的" 來自於一個樸素的思想實驗. 下面就陳述一下:

一個碗(或者鏡子)碎了,不可能復原,是我們對於熵的理解的一個常見的比喻. 那麼我們還是這個比喻,假設那個完整的碗就是宇宙爆炸之初(循環宇宙也可以兼容宇宙爆炸)的樣子, 那個碎了的碗就是宇宙現在的樣子. 那麼假設宇宙收縮的過程,我們會看到碎了的東西復原, 散開的團聚, 那不就是熵減了嗎?

這樣,宇宙收縮的時候,可以認為熵增不成立, 也就是說,熱力學第二定律,是我們在現有宇宙特定階段的一個假象,而不是必然.(暫時不展開討論思想實驗中不嚴謹的地方).

我一直以為這個想法只算是個人的一個朦朧的民科似的想法, 直到有一天看霍金的記錄片,大概的過程是, 他讓一個博士去認真的研究這個觀點,那個博士費了不少功夫,但仍然否定了這個觀點. 我已不記得是哪一期,知道的朋友可以提醒,我想再去回顧一下.

一方面,為曾與大師有過相同觀點高興,一方面又為這個結論懊惱.

但是,畢竟大師的行動能力有限,我也不認為那個博士的結論就會可信. 我仍然堅持宇宙如果收縮,熵是減少的.

最後總結個人觀點,宇宙如果無限循環也就是說大彈簧理論,那麼需要打破熱力學第二定律.而打破該定律的方向,應該是論證宇宙如果收縮,熵是減少的.

其實還有很多有有意義的關聯話題, 比如有熵的地方也就有時間. 這裡只想請大家一起從無限循環宇宙導致的永恆的角度思考一下:

永恆不存在嗎?

客觀事物必定會發生,發展,和滅亡?

微觀粒子衰變或變成了能量,算是滅亡了嗎?

數字1會滅亡嗎?

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