颠覆现有的宇宙学理论、宇宙没有起点也没有终点

V刘晨曦

关于宇宙的起源，各国都有不同的神话传说，比如我国就有盘古开天辟地的故事，西方国家的神话传说则往往带有浓厚的宗教色彩。科技在不断发展，人类也始终没有停下探索宇宙起源的脚步。在科学界，“宇宙爆炸论”被广为接受，然而，爆炸为什么会产生宇宙？在爆炸前，宇宙又是怎样一番景象呢？对此，诺奖得主彭罗斯给出了这样的答案，他认为宇宙是处在循环当中的，并且已经找到了证据。这位新晋的诺贝尔物理学得主最近发表了一篇重量级论文《微波辐射中存在霍金点的明显证据》。那这篇文章能说明什么呢？简单说就是我们的宇宙并不是一次性的，而是一直在循环，它包含了无数个时代，而我们目前就处在一个宇宙时代当中，我们这个时代的结束就意味着下一个时代的开始，这样的宇宙一直在循环往复，也就是说我们的宇宙一直在诞生和毁灭之间来回的交替。这就是彭罗斯的观点，如果这个结论成立，很可能会颠覆现有的宇宙学理论。那具体是咋回事呢？



在人类探索宇宙的过程当中，提出了很多关于宇宙起源理论。大家最熟悉的莫过于宇宙大爆炸理论。该理论认为宇宙本来是个奇点，在138亿年前突然发生了爆炸，漫长的演变后就变成了我们现在看到的星系和时空。这个奇点不适用于人类目前已知的所有物理定律，因为在这里不存在时间和空间，它只有质量但几乎没有体积，所以它的密度无限大，时空曲率也无限大。爆炸的瞬间产生了时间和空间，在10的负33次方秒内，宇宙膨胀的速度经历了100次加倍，空间大小是先前的 10的 30次方倍。在经过30万年的演化，宇宙逐渐冷却，在化学结合的作用下，一些中性原子开始形成，我们熟悉的天体正是从这时开始孕育。慢慢变成我们今天看到的样子。大爆炸理论刚刚提出的时候，并没有得到科学家的普遍认可，直到后来哈勃证明了宇宙在不断膨胀之后，大爆炸理论才受到了科学界的重视。



大爆炸理论在后来能够得到科学界的普遍认可，主要是两个假设的成立，一个是物理定律的适用性，一个是宇宙学原理的正确性。现代科学已经证明，宇宙自诞生以来，物理学结构常数几乎没有发生过变化，这说明物理学定律也同样没有发生过变化，人类研究的物理学理论和规律，适应于大部分的宇宙，除了类似于黑洞这些的极端环境之下。宇宙学原理同样也是真实成立的，它指的是宇宙大尺度之下物质分布是均匀的，可能在现在的观察能力下，我们看到的宇宙星系分布不均匀，之所以会有这样的认知，主要是我们现在的观测能力有限，无法真正大尺度的观测到整个宇宙。如果我们能够在大尺度之下看到整个宇宙，你就会发现，整个宇宙都是同性的，物质分布非常均匀，而目前能够证明宇宙学原理的正确性，只有宇宙微波背景辐射。



然而这一假说却存在诸多疑点，比如初始奇点、暗物质和暗能量的本质、平坦性问题、低熵问题等。如果宇宙诞生之前世界并不存在其他物质，那为什么一些矮星系中存在比宇宙年龄还大的黑洞。诺贝尔奖获得者彭罗斯给出属于他的解读，他认为宇宙其实处于不断循环中。彭罗斯认为宇宙在发生大爆炸之前，其实是另一个宇宙，而我们现存的这个宇宙死亡后还会形成另一个新生宇宙，宇宙是循环的，没有开始也没有尽头。简单来说彭罗斯认为奇点不仅是宇宙的起点，也是它的终点。在这之中共形循环理论使用共性映射尺度变化的方式，先将诞生之初温度和物质密度都很高的宇宙，置换成了各方面都无限的时空，然后又把处在无限膨胀当中的宇宙，置换成了尺寸有限的范围。在这种情况下，宇宙就可以在“奇点”上实现完美过渡了。因此，这一宇宙模型的关键其实就在于“共性映射”的使用，它将宇宙诞生之初的状态和终结之前的状态联结在了一起，从而证实了宇宙处在循环当中。



彭罗斯提出“共形循环宇宙论”，并不是完全没有根据的胡乱猜想，同样也是有一定的科学发现，有一些证据存在。“共形循环宇宙论”的直接证据就是“霍金点”，霍金点是指黑洞蒸发死亡后留下的痕迹。根据霍金的研究发现，黑洞同样不是永恒的存在，大量的物质和信息进入黑洞之后无法离开，而黑洞本身也会不断丢失质量，若是没有外来物质的补充，黑洞经过漫长的时间之后就会完全蒸发，最后发生一场大爆炸，黑洞曾经吸入的物质就会重返宇宙。彭罗斯从普朗克卫星的宇宙微波背景辐射图中，找到了大概30个点。彭罗斯认为这30个点是黑洞蒸发之后留下的痕迹。彭罗斯认为，这些奇点就是之前的宇宙黑洞爆炸后留下的证据。这一理论似乎解释了为什么存在那些古老的矮星系以及比宇宙年龄还大的黑洞。它们或许是宇宙上一次爆炸后残留下来的部分。



客观地说，彭罗斯的理论并没有得到学术圈的广泛认同。共形循环宇宙论的问题还是比较多的。这一理论的基础就是“共形映射”，是它将宇宙的诞生与终结圆满地连在了一起，使其能够完成平滑的过渡。可是，想让宇宙使用共性映射，就要确定宇宙的初始状态和终止状态都处在“共性不变”的状态下，这种要求无疑是非常严苛的，其次就是所谓的证据，那些在宇宙微波背景辐射图上的霍金点。绝大多数科学家都不认可霍金点的存在，并且表示这些所谓的“黑洞蒸发痕迹”只是随机出现的，无法作为“宇宙正在循环”的证据。彭罗斯的观点带给人们全新的视角，但该理论还需要更多切实的依据作为支撑。宇宙的真相到底是什么？这些都需要科学家们进一步研究。相信在人类的不断探索下，真相总有到来的一天。好了，本期内容到此结束，小伙伴们，人类未来能解开宇宙的起源吗？

林之秋实

这叫啥颠覆？世界至大无外，至小无内，本就是虚幻的，2千多年前的佛经多次表达，何来颠覆？

Lily8911

彭罗斯的观点是有道理的。宇宙是一个永恒演化的系统，为什么呢？因为宇宙是一个复世界模型，万物都通过相互作用在虚、实之间不停的演化，并遵循信息中心法则和信息守恒原理（生物演化就遵循信息中心法则，这就是证明。宇宙还是一个“自证系统”，宇宙演化出的任何东西都是对其自身的证明）。

陈嘉凯

黑洞是宇宙演化中的重要机制，第一，它保证星系在一个相当长时间周期内的相对稳定的运行（约50亿一100亿年左右的时长）只有这样，宇宙才能演化出极其复杂和高级的生命系统。第二，，黑洞大爆炸是一种新的“造粒造星运动”机制，是宇宙演化过程中的局部“大洗牌”的机制。不同的星系中的黑洞爆炸的时间是不同的。