Wednesday , 29 March 2017

黑洞或隐藏另一神秘时空

物理学家提出了一种宇宙理论,认为我们的宇宙可能处于一个更大的黑洞中,而在我们宇宙中的黑洞也可能拥有其自身的宇宙,虽然该理论的提出是从另一个角度探索了宇宙的起源,但其违背了目前大多数科学家所认同的宇宙标准模型,加拿大理论物理研究所物理学家李·斯莫林认为时间是真实的,并非幻想出来的概念,而根据爱因斯坦的相对论,时间和空间不是真正的物理概念。

黑洞依然是个未解之谜,时间轴在黑洞中消失,会不会是另一个“黑洞宇宙”的起点?(网络图片)

时间是真实的还是“幻想产物”呢?从牛顿时代到爱因斯坦时代,时间变成了次要的物理概念,取而代之的是一种计算理念,这就导致了在进行宇宙论逻辑和数学推倒时时间被排除在外,如果这些模型最终被证明是完全正确的,那么时间就是“幻想产物”。爱因斯坦说过一句著名的话:对于理解物理学的科学家而言,过去、现在和将来只是一种固有的幻想。但物理学家李·斯莫林所提出的时间是真实的,显然与爱因斯坦相对论以及其他物理观点相左,这意味着什么呢?

斯莫林认为根据我们的经历,时间似乎并非如爱因斯坦所认为的是一种幻觉,现实生活由一系列连续的时间组成,任何的现实存在都有对应的时间,没有任何一个物理定律可以超越时间。我们从一个新的角度看“观察”时间是因为这样可以使宇宙定律被我们理解,如果宇宙定律是永恒的,那么我们将无法理解这些定律,比如根据宇宙论的解释,时空定律在不同的环境下很可能有着不同的表达方式,不定的定义域决定了这个公式是否能适用于当前的环境中,基本粒子质量可能出现不同、作用力的大小也会不同,也可能会用不同的基本粒子和作用力。

解释自然规律的唯一方法是在时间前提下进行动态演化观察,要做到这一点就应该重现宇宙本身,接受过去经典的宇宙学研究结论,比如量子引力论的先驱约翰·惠勒和布莱斯·德威特曾经提出黑洞将会变成新宇宙诞生的种子。约翰·惠勒此前的研究认为宇宙定律可以在新的婴儿宇宙中再次“重生”,原先更大的宇宙可以将定律“传递”给新的宇宙,这个媒介就是黑洞。每个黑洞中都拥有属于自身的物理定律,稍微改变一些物理参数或者系数就会对应另外一个“黑洞宇宙”。

物理学家李·斯莫林认为大宇宙可以将定律“遗传”给本地宇宙中的黑洞,这些黑洞类似于大宇宙的“子宇宙”。根据广义相对论,当一颗恒星燃烧完自身携带的燃料后,就是在自身引力的作用下发生坍缩,形成一个密度无穷大、时间停止的时空,接下去就宣告了新的宇宙的诞生,时间在黑洞中结束的点将成为一个新宇宙的时间起点。那么这个想法如何得到观测的支持呢?

在过去的20年内,科学家已经通过天体物理学和宇宙学研究发现了一些论据,比如在对中子星进行观测时预测中子星质量不会是太阳质量的两倍以上,事实上,中子星的密度与原子核的密度相当,某种程度上可以将中子星比作依靠强引力作用支撑的超大体积原子核,所有的物质被转换为中子,并聚集在只有十多公里的半径空间中。斯莫林认为我们对中子星质量区间的发现可以解释本地宇宙可以产生出婴儿宇宙的推论。另外,宇宙加速膨胀理论与普朗克探测器绘制的宇宙微波背景辐射分布图也支持宇宙自然选择的假设。

2017-01-03

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