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宇宙暴胀的核心漏洞

 李隆基美容院 2017-12-26

如果我们能检测到引力波印记,暴胀就会得到实验的支持,如果没有检测到,暴胀就会严重受挫!

时至今日,对宇宙暴胀理论的发展和检验已经成了科学研究中最活跃,最成功的领域之一。而提出它的目的,是为了填补最初大爆炸理论的一块空白:在初始状态必须存在一些特殊性质。它必须是均匀的,几何上也必须是平坦的。

可是,为什么呢?暴胀学创始人艾伦 H 古思就提出:就算宇宙之初完全混乱——能量极不均匀,几何形状也混乱,一场爆发式的膨胀也能把能量分散均匀,并抚平空间的弯曲。到后来,越来越多的证据让暴胀学走向繁荣,而反对这一理论的人似乎很少,无人问津。

首先我们看看支持暴胀的一些说法观点。

第一,暴胀不可避免,自从古思提出暴胀以来,理论物理就认为:早期宇宙中包含据信能够推动暴胀的场。成百上千的场,出现在弦论为代表的大统一理论中。在一片混沌的原始宇宙中,肯定会有这样的场。

第二,暴胀解释了今天的宇宙为何如此均匀和平坦,因为暴胀场的势能致使宇宙加速膨胀,这一过程可以平滑宇宙,之后由我们熟悉的普通物质和暗物质来替代能量形式。

第三,暴胀预言了宇宙微波辐射和宇宙星系分布等,这些都证实早期宇宙中能量分布的空间差异确实尺度不变。

我们现在就看看反对者的声音,虽然他们极少。

他们认为,无论宇宙处在什么样的初始状态,暴胀都应该能够发生才对。进一步分析表明,情况并非如此。在宇宙之初可能存在的所有状态之中,只有一小部分会导致我们今天观测到的均匀,平坦的宇宙。在这些初始状态中,绝大多数都不会经历暴胀。

不过很多物理学家都认为这些纯粹上的争议没有意义,毕竟支持数据的证据更让人信服。

但有一件事——永恒暴胀:一旦开始,就不会停止。

如果暴胀意味着任何有可能发生的事情都会发生无穷多次,那么说暴胀做出某些预言,比如宇宙均匀,又该如何理解呢?暴胀一旦开始,量子涨落就会让它在这片区域中永恒持续下去,在暴胀确定停止的区域,一个宇宙泡泡就产生,并且演化。我们生活在其中一个宇宙泡中。实际上,永恒暴胀会形成无穷多个宇宙泡,它们会拥有无穷多个性质。一个预言任何事情都会发生的理论,其实什么都预言不了。

这就是牛津大学物理学家罗杰 彭罗斯提出的暴胀的漏洞。

那么,就让引力波来结束这场争论吧。

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