諾獎得主彭羅斯:宇宙可能在不斷循環,上個宇宙的痕跡存在于現在的宇宙

人類在走出地球之后,初步認識到了浩瀚的宇宙,在宇宙面前,地球渺小如塵埃,而宇宙在人類的眼里包含著一切,一切的物質,一切的生命都是起源于宇宙,有宇宙的各種規則管理。

那麼宇宙究竟是什麼?一切的物質和能量又是如何來的?對于宇宙的起源,現代物理學認為起源于138億年前的一場大爆炸,在大爆炸之前不存在任何的時間和究竟,也沒有物質的存在,那個時候,只有一個「奇點」,這個奇點,科學家給的定義是一個體積無窮小,密度無窮大,熱量無限高的東西,正是這個「奇點」的大爆炸才創造出了整個宇宙。

根據宇宙大爆炸理論,早期的宇宙空間還比較小,熱量和物質密度遠遠超過現在,隨著宇宙的膨脹,空間的溫度在不斷降低,物質也在不斷分離,最終氫元素在引力的作用和氦元素一起組成了早期的恒星,內部的核聚變將氫元素聚變為更重的元素。

只不過,恒星的核聚變只有進行到鐵元素,鐵元素之后的元素是在恒星后續的演化中被創造出來的,由此可見,恒星對于宇宙的演化有多麼的重要,而生命的誕生需要多種化學元素,這些化學元素的出現都跟恒星有關,因此,從某種意義上來講,恒星才是生命的母親。

大爆炸理論聽上去似乎跟神創論有一些相似之處,一個是由奇點爆炸創造而出,一個是由所謂的神創造而出,正是二者有一些相似之處,所以,大爆炸理論剛剛提出的時候,并沒有得到科學家的普遍認可,愛因斯坦同樣也不認可這個理論,直到后來哈勃證明了宇宙在不斷膨脹之后,大爆炸理論才受到了科學界的重視。

大爆炸理論在后來能夠得到科學界的普遍認可,主要是兩個假設的成立,一個是物理定律的普適性,一個是宇宙學原理的正確性。

現代科學已經證明,宇宙自誕生以來,物理學結構常數幾乎沒有發生過變化,這說明物理學定律也同樣沒有發生過變化,人類研究的物理學理論和規律,適應于大部分的宇宙,除了類似于黑洞這些的極端環境之下。

宇宙學原理同樣也是真實成立的,它指的是宇宙[[[大尺度]]]之下物質分布是均勻的,可能在現在的觀察能力下,我們看到的宇宙星系分布不均勻,物質分布也不均勻,還有很多宇宙空洞的存在,那里面更是只有極少的星系和物質存在。

之所以會有這樣的認知,主要是我們現在的觀測能力有限,無法真正[[[大尺度]]]的觀測到整個宇宙。如果我們能夠在[[[大尺度]]]之下看到整個宇宙,你就會發現,整個宇宙都是同性的,物質分布非常均勻,而目前能夠證明宇宙學原理的正確性,只有宇宙微波背景輻射,這是宇宙誕生之初留給我們的證據。

宇宙大爆炸理論支持的最重要一個證據就是哈勃發現的宇宙在不斷膨脹,宇宙在不斷膨脹,按照時間不斷向前推移,就得到了最初的宇宙誕生于一個「奇點」,隨著量子力學的不斷發展,現代的大爆炸宇宙模型也逐步完善。

大爆炸理論能夠讓我們探索研究宇宙大爆炸之后的事情,可是對于宇宙大爆炸之前的事情,我們卻是一無所知。根據大爆炸理論,很多人認為,宇宙沒有誕生之前的說法,因為那個時候沒有時間空間的概念,更沒有物質的存在,而這樣的結論更多的是一種哲學。

對于物理學家來說,任何事物都是有始有終,宇宙既然存在大爆炸,那麼在大爆炸之前,大機率也不是人們所想的那樣沒有任何事情。著名的物理學家羅杰·彭羅斯就提出了一個新的宇宙觀「共形循環宇宙論」。

羅杰·彭羅斯認為,宇宙是在不斷地循環,上個宇宙的痕跡或許還存在于現在的宇宙。彭羅斯跟霍金共同構建了現代宇宙學的基礎科學,對于黑洞的演化也有很深的研究,因此他獲得了諾貝爾物理學獎項。

彭羅斯提出「共形循環宇宙論」,并不是完全沒有根據的胡亂猜想,同樣也是有一定的科學發現,有一些證據存在。「共形循環宇宙論」的直接證據就是「霍金點」,霍金點是指黑洞蒸發后留下的痕跡。

根據霍金的研究發現,黑洞同樣不是永恒的存在,大量的物質和信息進入黑洞之后無法離開,而黑洞本身也會根據量子力學在不斷丟失質量,若是沒有外來物質的補充,黑洞經過漫長的時間之后就會完全蒸發,最后發生一場大爆炸,黑洞曾經吸入的物質和信息就會重返宇宙。

彭羅斯在他的論文中聲稱,已經找到了30多個「霍金點」,如果這些霍金點能夠被證實,那麼循環宇宙論也就能夠被證實。

宇宙有起點,那必然會有終點,宇宙不可能宇宙膨脹下去,達到極限之后,宇宙就會迎來結局,而這個結局會是什麼?現代科學家提出了兩種觀點,一個是「大撕裂」,一個是「大收縮」。

大撕裂指的是宇宙空間在膨脹到一定程度后空間被撕裂,而大收縮指的是宇宙空間在膨脹到一定程度后無法膨脹,向內收縮重新成為一個奇點。

彭羅斯同樣認為,宇宙會有終點,只不過結局可能跟黑洞有關,他認為,宇宙在不斷熵增加,秩序會越來越混亂,最終在引力的作用下會出現多個超大質量黑洞,這些黑洞再通過相互碰撞,讓整個宇宙不斷坍縮,最新舊的宇宙消失,新的宇宙誕生,而這些黑洞的在新舊宇宙交替的過程中,會留下痕跡,它們就是霍金點。

如果循環宇宙論是正確的,那說明我們的宇宙或許真的是永恒存在的,沒有最初的開端也沒有最終的結局,有的只是不斷地循環,舊的宇宙消失,新的宇宙在舊宇宙的基礎上新生,這一點跟恒星的演化有一些相似之處,舊恒星走到盡之后爆炸之后,在相同的地方,新的恒星又會出現,例如:太陽系的前身就是一個大質量的恒星。

當然,根據現有的科學技術,我們要證明「霍金點」的存在,并不是一件容易的事情,還需要我們更多的努力,只有將科學更進一步,才能夠對黑洞有更多的了解,只有對黑洞有了更多的了解,才有可能證明「霍金點」的真實性,并最終證明彭羅期的循環宇宙論。


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