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如果宇宙没有开始呢?

天文地理 2020-05-14 21:26:54 阅读:

大爆炸发没发生,一直在科学界存在争议。根据罗切斯特理工学院(Rochester Institute of Technology)著名的科学传播专家布赖恩科伯林(Brian Koberlein)的说法,大爆炸是存在的,但大爆炸并不是从一个奇点开始的——一个物质密度无限大的时空点,如黑洞的中心。怎么会这样?科伯林在他的网站上解释道:

问题是,通过消除奇点,模型预测宇宙没有开始。它作为一种量子势永远存在,直到“崩塌”成我们称之为大爆炸的热稠密状态。不幸的是,许多文章把“没有奇点”和“没有大爆炸”混为一谈

我们的宇宙没有起点也没有终点的新模式,来自埃及本哈大学的艾哈迈德·法拉格·阿里和加拿大阿尔伯塔省莱斯布里奇大学的合著者苏丽亚·达斯的论文。他们的论文着眼于爱因斯坦广义相对论中的一个结果,即雷乔杜里方程。科伯林说:

基本上,他的方程描述了一个体积物质是如何随时间变化的,所以这是一个发现物理奇点存在于你的模型中的好方法。但是,作者并没有使用经典的雷乔杜里方程方程,而是使用了一些量子微调的变量。这种方法通常被称为半经典……

结果是,这项工作消除了大爆炸初始奇点的需要。也就是说,它消除了对一个单一的无限密集点的需求,我们的宇宙在大约138亿年前就从这里诞生了。然而,根据这个模型,即使是没有奇点,大爆炸本身仍然可能发生。科伯林说:

大爆炸通常被描述为从一个初始点开始的某种爆炸,但实际上大爆炸模型只是假设宇宙在年轻时是非常热和稠密的。该模型对热宇宙背景的存在、宇宙膨胀、元素丰度等进行了一定的预测,所有这些都与观测结果具有很高的精度。大爆炸是一个强大的科学理论,它不会消失,这篇新论文对它的合法性没有任何质疑。

这篇新论文的一个吸引人的特点是它还预测了宇宙常数,这个概念最初是由阿尔伯特爱因斯坦在1917年提出的。爱因斯坦在他的广义相对论中增加了一个宇宙学常数,使宇宙保持静止,而不是膨胀,但后来他放弃了这个概念,认为这是他在1929年埃德温·哈勃发现本地星系群以外的所有星系都在彼此远离后犯下的“最大错误”。

宇宙常数的观念已经被抛弃了几十年,但是自1990年代以来,宇宙学的发展使这种观念得以复兴,即我们在观察宇宙时需要一个人来解释宇宙。在阿里和达斯(Ali and Das)新模型中,宇宙常数为已知的神秘暗能量提供了一种提议的机制,该暗能量遍及空间并导致宇宙膨胀时观察到的加速。

因此,“大爆炸”理论是有生命力的。科伯林说:

虽然这是一个有趣的模型,但应该注意到它是非常基本的,更像是概念的证明。还应该指出,用永恒的历史取代大爆炸奇点并不是一个新的想法。例如,许多通胀模型都做出了类似的预测。

不过,看看这个模型是否引起了宇宙学家的兴趣,最终有助于改变我们对大爆炸奇点的想法,毕竟大爆炸由奇点开始已经深深烙印在我们脑海中。这样的大创意确实会改变,看看这个创意是否会变有趣!

一句话:我们大多数人把大爆炸理解为我们的整个宇宙都来自一个点,天体物理学家称之为“奇点”。但是根据埃及艾哈迈德·法拉格·阿里和加拿大的合著者苏丽亚·达斯的一项新研究,我们可能不需要奇点来产生大爆炸。据天体物理学家布赖恩·科伯林(Brian Koberlein)说,问题在于,如果没有奇点,这个模型预测宇宙没有开始。它作为一种量子势永远存在,直到坍缩成我们称之为大爆炸的热稠密状态。

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