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宇宙大爆炸前是什么?诺奖得主彭罗斯,我已经找到答案了!

2020-10-29 41 10/29

宇宙之前是什么对这个问题的普遍回答是,宇宙大爆炸创生了时间和空间,既然时间都是在宇宙大爆炸后才诞生的,我们当然无从知道宇宙大爆炸之前是什么。虽然这是一个因果律上无懈可击的回答,但我相信没有一个人满意这个答案,就像亚当斯笔下泛维度种族不满意宇宙第二强大的电脑深思花了750万年才计算出来,关于宇宙、生命及一切的答案是42一样。现在好了,随着罗杰彭罗斯获得2020年诺贝尔物理学奖,他的共形循环宇宙学又一次重见天日。按照这个学说,人们终于可以回答宇宙之前是什么了,彭罗斯这位89岁的迟暮老人也再次向人们推荐这个理论,并言之凿凿地预言,宇宙微波背景上发现的6个霍金点,就是这个学说最好的证明。宇宙必然起源于一个奇点,是彭罗斯和霍金在上世纪60年代一起证明的,这被称为奇点定理。之后宇宙大爆炸及暴胀理论逐渐占据科学界的主流,发展到今天已广为人们所知,几乎成为宇宙起源唯一的解释了。但大爆炸之前宇宙究竟是什么,却像那个答案42一样,让所有人都极其不爽,难道我们真的就没有权利去追究宇宙背着我们都干了些什么吗彭罗斯不服气,他利用共形映射将宇宙的开始和结局联系起来,认为宇宙的终结就是另一次大爆炸的开始,我们的宇宙就在这种大爆炸-膨胀-大爆炸-膨胀中无限循环,从而回答了宇宙大爆炸之前是什么的问题:大爆炸之前,是另一个宇宙。我理解的彭罗斯的想法大概是这样的,宇宙不断膨胀,最终将导致宇宙中所有物质都变成稀释的能量,宇宙中只剩下无处不在的黑洞。当宇宙微波背景温度降到无限趋近于绝对零度时,这些黑洞的温度将在某一时刻高于宇宙微波背景温度,从而开始向宇宙微波背景释放霍金辐射,黑洞变得越来越小,最后黑洞蒸发完毕,宇宙中只剩下纯粹的能量。在这个过程中,大爆炸时宇宙处于低熵状态,随着宇宙膨胀演化,宇宙的熵越来越大,到物质全部转化成能量后,宇宙就达到了最高熵;黑洞蒸发开始从宇宙中移除熵,蒸发完毕后熵就被清零,这时候就开始了新一轮的宇宙大爆炸。彭罗斯利用共形变换,一方面将体积无限小,密度温度无限高的宇宙初始奇点状态,变换成密度温度体积都有限的时空,另一方面又将未来膨胀到无限大的宇宙时空,变换成尺度有限的时空,从而让两个宇宙的终点和起点可以平滑地连接起来,从而形成一串首尾相接的宇宙串,回答了我们因为时间中断而无法回答的宇宙之前是什么的问题。这一连串的宇宙大爆炸,就相当于纯能量宇宙起点,上一个宇宙的终点能量和物质的混合态宇宙膨胀状态,低熵-高熵-低熵纯能量宇宙终点,下一个宇宙的起点的循环,非常简洁,我感觉还是挺优美的。我很想找一个什么现象来形容这个无限大到无限小的,不过抠破脑皮也想不出来,或许只能用一个哲学点的概念来说了,极大就是极小,或者否极泰来什么的。然而,不论理论多美妙,终究是需要实践来检验的,共形循环宇宙学理论的硬伤就是无法检验。彭罗斯在经过多年研究后,从宇宙微波背景中发现了至少6个霍金点,认为这些约有8个月亮直径大小,略高于周围温度的圆形斑点,就是上一个宇宙中的超大质量黑洞蒸发后留下的斑痕,是在宇宙的早期膨胀中形成的。不过很多科学家认为,很难将一个永恒的无限大的宇宙整合到下一个永恒的超级小宇宙中,而且该理论要求宇宙中所有粒子质量都要消失,变成纯粹的能量,实在太难以想象了。这在科幻小说中已经表现出来了,要是谁从上一个宇宙中偷偷偷走了一些物质,下一个宇宙岂不是就没有抓拿了另有科学家指出,科学家们多年来一直在仔细检查宇宙微波背景,目前并未发现有什么特别的热点,所谓的霍金点并不存在。看来彭罗斯虽然获得了诺贝尔物理学奖,但共形循环宇宙论要让更多人信服,还有很长的路要走。即使这个问题解决了,我们还可以问下一个问题,这个共形循环宇宙当初又是怎么来的呢近年来霍金辐射已经成为黑洞理论中的关键,越来越和宇宙的未来联系在一起,如果彭罗斯理论成立的话,霍金辐射就是关键中的关键了,霍金未能在有生之年获得诺贝尔奖,不能不说是一个巨大的遗憾。

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