量子力學表明宇宙是「彈簧結構」?諾獎得主:勢能函數已證明了這一點

如果有人跟你說我們的宇宙實際上是一個「大彈簧」,那麼你肯定會說這個人瘋了。

稍有科學常識的人都知道,我們的宇宙是一個「有限無界」三維平面結構,怎麼可能是彈簧這樣的物體呢?

但如果提出這個說法的人是大名鼎鼎的諾貝爾獎得主,那麼不要說普通人,就連權威的科學家也要仔細思忖一番。

難道我們的宇宙真的是「彈簧結構」?

要理解這個說法,我們首先要掌握一個基礎的科學知識。

我們身處的三維宇宙就好像一台「永動機」,宇宙中從最小的量子尺度粒子,再到巨大的黑洞天體,所有的事物無時無刻都處于絕對運動和相對靜止的平衡中。

人類很早之前就在思考這個問題。

究竟是什麼樣的力量推動著這些巨大的天體能夠在上百億年的時間長河中一直轉動呢?

這樣一股能夠運轉整個宇宙的力量該有多麼強大?

1687年,偉大的科學家「艾薩克·牛頓」率先發現了宇宙中存在無比強大的力量,他將其稱之為「萬有引力」。

但遺憾的是他無法完全洞察這股力量的來源,于是只能將其歸咎為「上帝的手」。

228年以后,愛因斯坦提出了廣為人知的「相對論」,勉強解釋了引力是由質量扭曲時空產生的。

但隨著研究的深入,尤其是量子力學問世以后,科學界發現我們的宇宙并不是只有引力「這雙手」在操控。

除了引力以外還有「電磁力、強力、弱力」等三個作用力,它們主宰著萬事萬物的發展變化,世人將它們統稱為——「宇宙四大基礎作用力」。

1938年,諾貝爾物理學獎得主「恩里克·費米」在研究強、弱相互作用力的時候,發現它們之間相互耦合的運動軌跡和我們日常熟悉的「彈簧結構」非常相似。

任何粒子之間的相互作用關系都可以用數學函數(勢能波函數)來描述軌跡。

結合「胡克定律」對函數冪次的同類項消除,我們可以得到一個非常相似的「同頻共振函數值」,這就是所謂的「基礎作用力彈簧結構式」。

量子是宇宙是一切物質粒子最小的單元。

如果不同粒子之間的相互作用可以用彈簧的運動方式或者關聯現象來描述,那構成宇宙一切巨觀物質的原子就更不必提了。

用科學推導的思維來說,我們的宇宙就好像是一個「大彈簧」,或者說是建立在無數個小彈簧的基礎上「時空體」。

只不過由于這些彈簧太小、作用力釋放的能量太過微茫,所以一直以來科學界都沒有找到實驗證據來證明這一點。

但從數學的角度來說,這個比喻還是很恰當的。

宇宙究竟是什麼樣子?

著名科學家「史蒂芬·霍金」曾經說過: 「人類目前的科學技術只能看到宇宙的冰山一角,980億光年也只是可觀測宇宙的范圍,我們就好像一群螞蟻站在偌大的地球上,看著面前平坦的大地誤以為宇宙也是一個平面」。

不過這并不是說宇宙和地球一樣是一個「球狀」(霍金認為宇宙是超幾何平面)。

量子力學給我們提供來一個截然相反的研究思路,如果我們無法從巨觀上判斷宇宙結構,不妨把視線投向量子宇宙,通過研究「量子宇宙」的奧秘來預測「巨觀宇宙」的真相。

盡管研究微觀粒子從科學手段上來說要比研究980億光年(估算)的宇宙更簡單,可量子力學特殊的物理性質甚至連相對論面對它都「完全失效」,這一條科研之路并沒有人們想象得那麼簡單,我們距離宇宙的真相還有很長一段路要走!


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