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宇宙起源并非大爆炸理論?諾貝爾獎得主直言:宇宙或許循環存在
2023/11/02

綜述

如果有人問你宇宙是怎麼來的?相信大部分人都會說出宇宙大爆炸這個答案,這是科學界公認的宇宙起源方式。

但是,你有沒有想過,大爆炸之前,宇宙是什麼樣子的?大爆炸之后,宇宙又會怎麼樣?這些問題可不是那麼容易回答的,甚至有些科學家認為,大爆炸根本就不是宇宙的開始,而是一個循環中的一個階段。這個理論又是什麼意思呢?

宇宙大爆炸理論

大爆炸理論是目前最廣為接受的關于宇宙起源和演化的理論之一。它認為,我們的宇宙起源于138億年前的一次大爆炸,一個體積無限小,密度和溫度無限高的奇點突然急劇膨脹,之后經過漫長演化,形成了如今我們看到的豐富多彩的世界。

這個理論最早是由比利時神父和物理學家勒梅特在1931年提出的,他受到了哈勃定律和愛因斯坦廣義相對論的啟發。

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後來, 美國物理學家伽莫夫進一步完善了這個理論,并預言了在大爆炸之后會留下一種遍布整個宇宙的微弱輻射,這就是宇宙微波背景輻射(CMB)。

這個預言在1964年被美國貝爾實驗室的天文學家威爾遜和彭韋茲意外地發現并證實。除了CMB之外,大爆炸理論還有其他的觀測證據,比如星系的紅移、元素豐度、暗能量等。這些證據都支持了大爆炸理論能夠解釋宇宙的很多特征和現象,因此被廣泛認可。

新的宇宙循環假說

雖然宇宙大爆炸理論一直是公認最合理的宇宙起源假說,但是也一直存在很多其它說法,比如永恒膨脹論、回歸論、平行宇宙假說等等。

然而一個叫羅杰·彭羅斯的科學家提出過一個新的理論,他覺得宇宙不是只有一個開始和一個結束,而是一直在重復著一個過程。

作為知名的數學家和物理學家,他和斯蒂芬·霍金一起研究過黑洞,奠定了現代宇宙科學的數學基礎。在2020年,他還因發現黑洞現象取得了諾貝爾物理學獎。

彭羅斯提出的說法,叫做共形循環宇宙學。他認為我們的宇宙是無數個連續宇宙的一部分,每個宇宙都有一個開始和一個結束,但是每個結束又會變成下一個開始。就像我們每天早上起床晚上睡覺一樣,每天都是新的一天,但是又和昨天有聯系。

在彭羅斯的理論中,當一個宇宙結束的時候,整個宇宙就會歸于寂靜,就像夜晚萬物蟄伏一樣。但是這個時候,另一個宇宙已經在準備開始了,就像早晨,所有生命都要開始新的活動。當這個新的宇宙開始爆炸的時候,就會把上一個宇宙的結束變成自己的開始。但就像我們每天早上醒來的時候,會把昨天晚上做過的夢記住一些一樣,新的宇宙也會留有舊宇宙的痕跡。

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彭羅斯也提出了一些證據,來支持他的說法。比如為什麼熵是從低到高的,而宇宙膨脹的過程也是越來越快的。

通過觀測手段,也能在宇宙微波背景輻射中,發現一些特別的同心圓,這些圓圈是上一個宇宙留下來的痕跡。

在這些圓圈里面有一些特別亮的點,這些點是上一個宇宙里面最大最強最黑的洞消失之前發出來的光。他把這些點叫做「霍金點」,是為了紀念他的朋友霍金。

當然,并不是所有人都相信彭羅斯的說法。有些人覺得他說得太復雜太難懂了,有些人覺得他說得太奇怪太不可思議了,有些人覺得他說得太隨意太沒有根據了。

他們都提出了自己的問題和意見,讓彭羅斯去回答和解釋。

彭羅斯提出了一個新穎而大膽的關于宇宙起源和演化的說法,他試圖用一個無限循環重復的模型來解釋我們所處的宇宙,并給出了一些可能的證據。

這個說法無疑是對我們對宇宙本質和意義的思考和探索的一種挑戰和刺激,但是它是否能夠得到更多的支持和驗證,還有待于未來更多的研究和觀測。

羅杰·彭羅斯

羅杰·彭羅斯是一個有著驚人天賦和創造力的數學家和物理學家,他對宇宙的奧秘有著深刻的洞察力和獨特的見解。他出生于1931年8月8日,他的父親是一位著名的人類遺傳學家,他的母親是一位醫生。他有三個兄弟姐妹,他們都是各自領域的專家。彭羅斯從小就對數學和科學感興趣,他喜歡畫圖形和解決難題。

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在大學,彭羅斯遇到了一位叫做約翰·托德的教授,他是一位計算機科學的先驅,也帶領彭羅斯認識如艾倫·圖靈和詹姆斯·威爾金森等人。

1955年,彭羅斯進入了劍橋大學圣約翰學院攻讀博士學位。主要研究代數幾何和拓撲學方面的問題,但他也對物理感興趣,尤其是相對論和量子力學。他經常參加一些物理討論會,與其他年輕的物理天才交流思想,也因此認識了斯蒂芬·霍金。

1964年,在美國德克薩斯州奧斯汀工作時,彭羅斯開始對宇宙起源和演化感興趣。當時,天文學家發現了一些奇怪的天體,叫做類星體,它們看起來非常明亮,非常遙遠,非常小。有些人認為,它們可能是由黑洞引起的,但是黑洞的存在還沒有被證實。

彭羅斯決定用數學來解決這個問題,他用愛因斯坦的廣義相對論來研究引力坍縮的過程,他發現,在一些非常普遍的條件下,引力坍縮會導致一個奇點的形成,這個奇點就是黑洞的核心。

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他把這個結果寫成了一篇論文,發表在《物理評論快報》上,這篇論文被認為是現代宇宙論的奠基之作。

之后,彭羅斯回到了英國任倫敦大學伯克貝克學院的應用數學教授。同時繼續研究黑洞和奇點的性質,與斯蒂芬·霍金合作,證明了奇點定理。 1973年,彭羅斯轉到了牛津大學擔任數學教授。他在牛津期間,提出了共形循環宇宙假說。

1994年,彭羅斯被伊麗莎白二世封為爵士。 2020年10月6日,彭羅斯因發現黑洞現象而獲得諾貝爾物理學獎。他與萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲共享這一榮譽。彭羅斯表示,他對獲獎感到驚訝和高興,并希望能夠激勵更多年輕人對科學感興趣。

結語

大爆炸理論和共形循環宇宙學,這兩種理論都有各自的優點和缺點,都有一些觀測證據和理論推導支持或反駁。

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但是,我們也要記住,這些理論都不是絕對的真理,而是科學家們根據現有的知識和數據提出的最合理的解釋。

科學是一個不斷進步和更新的過程,隨著新的發現和技術的出現,我們對宇宙的認識也會不斷改變和完善。也許有一天,我們會找到一個更好的理論,來解釋宇宙的本質和意義。

嚴禁無授權轉載,違者將面臨法律追究。

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