如果问大家宇宙从何而来,想必大部分人都会回答“大爆炸”。因为上世纪人类对宇宙微波背景辐射的发现,使宇宙大爆炸起源论有了相关的数据支持。就这样,宇宙源于一场大爆炸的认知越来越深入人心。
宇宙微波背景辐射使得宇宙大爆炸起源论有了数据支持
可是,2020年诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯却不这么认为,他认为宇宙在循环,并且声称已经找到了相关证据。那么,他提出的新宇宙起源论是什么?宇宙起源将就此被改写吗?
探索宇宙真相的罗杰·彭罗斯
诺贝尔奖的奖项虽然有很多,但是最受关注的应该就是物理学奖了。
2020年,诺贝尔物理学奖颁给了三位科学家,分别是罗杰·彭罗斯、莱茵哈德·根策尔和安德烈亚·盖兹。其中后两位科学家平分一半的,彭罗斯独享另外一半。
2020年诺贝尔物理学奖的三位获得者
相较于另外两位比较年轻的科学家,获奖时的彭罗斯已经89岁高龄了。不过,年龄对于彭罗斯来说并不算什么,因为他一直保持着一颗年轻、勇于探索的心。
其实从专业的角度来说,彭罗斯本是一位数学家,他获得的学位都是数学学位,并且在1955年,还处在学生时期的他就已经发明了广义逆矩阵。
当然,由于数理化不分家,所以彭罗斯对物理学也非常感兴趣,还在1965年的时候和著名物理学家史蒂芬·霍金展开了合作。
彭罗斯曾与霍金进行过合作
根据资料来看,二人在合作当中证明了“奇点”的存在,并且明确它诞生于毁坏的巨星体当中,出现的主要原因是重力塌缩现象。自这之后,彭罗斯就将更多的目光放在了物理学研究领域,比如在1969年,他提出了宇宙审查假说,这也被人们称为宇宙监督假设。
值得一提的是,在上世纪六十年代初彭罗斯开始研究奇点问题的时候,科学界有不少反对甚至贬低的声音。不过彭罗斯并未受到他人看法的影响,而是选择坚持研究下去,并且运用数学进行了大量的演算推理,最终证明奇点存在,在这方面取得了突破性的进展。
宇宙奇点被证明了存在
而诺贝尔奖的评奖委员会,也正是因为彭罗斯的发现与黑洞息息相关,选择授予他这个奖项。如果霍金没有去世,那么他应该是能凭此与彭罗斯一起领奖的。
除了对黑洞发现有着巨大的贡献以外,彭罗斯对宇宙起源也提出了自己的看法。在他的理论中,宇宙并不是“有始有终”的,而是处在循环当中。并且,上一个宇宙消失的痕迹,会留在下一个宇宙的图景当中。
那么,这到底是怎么回事?宇宙真的处在循环之中吗?
共形循环宇宙学
大家知道,人们这些年在探索宇宙的时候,总是会建立大量的模型,试图以此来说明它的诞生与演化。而在诸多的起源模型当中,最出名的就是宇宙大爆炸模型了,它也被不少科学家公认为是最靠谱的宇宙学模型,
但是,自认窥得宇宙真相的罗杰·彭罗斯可不这么认为。为此他建立了另外一种宇宙学模型,称其为共形循环宇宙,英文表述为conformal cyclic cosmology,人们一般简称为CCC。
彭罗斯建立了一种宇宙学模型
根据资料来看,这一理论是彭罗斯和其他几位理论物理学家共同提出的,最初的提出时间是2004年。在当时,这一理论并未引起太多人的关注。
直到2010年,彭罗斯在自己所写的《时间轮回:宇宙的新观点》一书中详细论述之后,才渐渐被人们所熟知。当然,可能有不少人时至今日依旧没听说过,所以咱们接下来就详细聊聊这一理论。
彭罗斯曾对宇宙起源新观点进行了详细的论述,引发人们热议
共形循环宇宙学的基本结构,实质上就是一个开放式的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规时空的可数序列之间的无限连接,其中每一个时空都代表着一次大爆炸和膨胀。
简单来说,大家可以将其当成一个“圆环”,在圆环中无数个宇宙首尾相连。旧的消亡走向终结以后,时间又会回到原点,开启新的一轮大爆炸,然后继续膨胀、收缩,就这样周而复始下去。
宇宙膨胀、收缩,再膨胀,再收缩,周而复始
说到这儿,大家可能很震惊,因为这和中国古代所说的“轮回”有着高度相似性。而它也说明咱们的宇宙虽然必将走向终结,但是在它的结束将会是下一个宇宙的开端,这样的话,我们的宇宙其实就是无限循环宇宙谱系当中的一个而已。这样来说的话,其实死亡就代表着新生。
当然,仅凭三言两语,进行理论推测是不够的,必须要有证据才行。那么,彭罗斯找到的证据到底是什么呢?
彭罗斯找到的证据究竟是什么?
彭罗斯找到的证据是什么?
为了不受各种杂音影响,更好的观测宇宙微波背景辐射的信号,哈佛-史密森尼天体物理中心,将第二代BICEP的南极望远镜安置在了南极点附近。并且在2014年,他们声称获得了重大发现,简单来说就是从宇宙微波背景辐射图当中发现了原初引力波留下的印记。
虽然后来他们又表示,这可能来自于星际尘埃,是一种噪音信号,与宇宙暴涨时的原初引力波不同。但是彭罗斯却不在意了,因为在他看来,这就是宇宙正在循环的证据之一。
宇宙微波背景辐射图中出现一些引力波留下的印记
根据资料来看,在这一图像中有一些表现异常的环,而环的内外存在着极大的温差。彭罗斯认为这些是霍金辐射留下的印记,它标志着黑洞的蒸发完毕。
很显然,这些印记,并不是如今这个宇宙留下的,而是上一个宇宙留下的。在发现这些印记之后,彭罗斯将其命名为“霍金点”。
除此之外彭罗斯的研究团队还表示,“根据普朗克天文望远镜的CMB数据,他们验证了霍金点的真实性,超过4000次的模拟也证实了这些异常点的存在。”
彭罗斯将其命名为“霍金点”
不难看出,彭罗斯对自己的理论十分自信,并且有将其不断推广的意思。尤其是在他获得诺贝尔物理学奖声名大噪之后,不少媒体都将这一理论当成了宇宙起源新说,认为原有的宇宙起源论将被改写。
那么,宇宙起源会因此被改写吗?
宇宙大爆炸起源论点会被改写吗?
宇宙起源会因此被改写吗?
事实上,从目前来说是不会的。共形循环宇宙论虽然在这些年得到了一定的发展,但是它依旧无法撼动宇宙大爆炸的地位。并且通过上文的叙述,大家应该也明白了彭罗斯所谓的证据,其实有诸多的不确定性。
法兰克福高等研究所的物理学家Sabine Hossenfelder质疑,按彭罗斯的估算,宇宙中应该有上百万个霍金点。然而,在覆盖了1/3天区的BICEP2图上,算上所有可疑的点也不过20个。那么,其余的霍金点都去哪了?
彭罗斯所给出的证据有太多的不确定性了
由此可见,想要让循环宇宙成为真正的起源论,还需要进行更多的研究。并且,还需要获得更多准确的数据和科学的证据来说服其他提出异议的科学家们,任重而道远。 |