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宇宙起源将被改写,诺奖得主彭罗斯:宇宙在循环,已找到证据

2020-10-10  星辰大海...

黑洞是最近诺奖的热点,2017年的诺贝尔物理奖颁给了雷纳·韦斯,巴里·巴瑞斯和吉普·索恩,表彰他们发现了引力波,而2020年则是安德烈娅·M·吉兹、莱因哈德·根策尔和罗杰·彭罗斯,都是研究黑洞的顶尖科学家!

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而罗杰·彭罗斯则一人分享了一半奖金,以表彰他在1965年从理论上证明了黑洞奇点的存在!不过这位诺奖大佬最近在《皇家天文学会月刊》发表了一篇重磅级论文《Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky》(微波辐射中存在霍金点的明显证据)!

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看上去似乎没啥好大惊小怪,但罗杰彭罗斯得出的结论是惊人的:宇宙在循环,而他的论点则在宇宙微波背景辐射中找到了霍金点的存在!过去关于宇宙命运的讨论中,大撕裂或者热寂都是主流,循环膨胀不过是作为可能而提出,罗杰·彭罗斯的观点则是宇宙经历膨胀,但最终又会坍缩成奇点,再次通过大爆炸诞生新的宇宙,为什么会得出如此惊人的观点?

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宇宙的命运到底怎么样的?

在爱因斯坦的广义相对论出来之前,所有关于宇宙命运的说法都是猜测,而2016年底推出的引力场方程,得以让各大科学家可以从数学的角度去计算未来的宇宙到底会是怎么样!

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弗里德曼和勒梅特就是个中顶尖好手,他们分别得出宇宙可能无法处在稳恒态,而是处在不断运动中,而勒梅特则更进一步,他推导出了宇宙可能是从一个很小的质点膨胀而来,因此提出原生原子说!

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而哈勃则通过将近十年的观测,发现宇宙中的星系几乎都在远离,而速度却和距离大致呈正比,越远的宇宙离去越快,结合这个现象,提出宇宙大爆炸的说法,一大波科学家为这个大爆炸模型提出了各种理论来验证它是否符合观测,比如太初合成物质比例和大爆炸产生的余晖,而这些则随着射电观测技术的提升,一一得到了验证,因此宇宙大爆炸说逐渐成为科学界的主流!

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宇宙微波背景辐射

宇宙到底是什么命运?

早在上世纪三十年代,弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规就揭示了部分真相,不过那实在不容易理解,1967年爱德华·哈里森将关于宇宙命运的空间曲率K和宇宙学常数Λ这两个参数结合,产生的各个可能的取值,和对应的宇宙未来总结成一张图表,相当直观:

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在大部分情况下,宇宙都是膨胀的,但它未来是缓慢膨胀,还是膨胀减速后坍缩?这个科学家也一头雾水,当然科学家并没有被此难住,而是动用了一系列的观测手段,试图找出宇宙的质量,很幸运科学家找到了方法,结果得出目前我们宇宙总质量=临界质量,这表示我们的宇宙很可能就是平坦的,但这有啥用呢?

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因为1998年两组科学家都发现了宇宙正在加速膨胀的证据,从而得出了一个结论,宇宙中无处不在的暗能量,它会导致宇宙无限膨胀,更可怕的是它会将宇宙的密度拉低到一个再也无法聚集在一起的程度!

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这会导致什么结果呢?估计谁都能猜到一个结果,宇宙将永远膨胀,最终导致的结果将会使下图中的最右侧可能:大撕裂!

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也就是说最不可能的就是左侧的那个大坍缩后产生循环宇宙的可能,为什么罗杰·彭罗斯会支持这种最不可能的的可能呢?

罗杰·彭罗斯的“霍金点”宇宙循环到底说了啥?

到底什么是“霍金点”?这是共形循环宇宙学(CCC)模型中解释宇宙微波背景辐射上类似漩涡状的现象,彭罗斯使用了普朗克卫星取得的最精细宇宙微波背景辐射地图,在这些看起来几乎一致的背景辐射中,总共找到了大约有30个点!

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带有Hawking Points、Goldilocks Rings和BICEP2窗口的CMB

为什么成为霍金点呢?因为彭罗斯认为这些点是黑洞蒸发后留下的痕迹,而黑洞蒸发理论是霍金提出的,因此这些点被称为了霍金点,根据彭罗斯的CCC模型(共形循环宇宙学),他认为这些点携带了来自上一个宇宙坍缩时,黑洞蒸发后留下的信息!CCC模型认为我们所在的宇宙并不会永恒膨胀,更不会大撕裂,它会在未来某一天停止扩张,然后重新回到坍缩模式!

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各位是不是觉得这个模式很熟悉?多宇宙的一种说法,只是在时间轴上持续发生,前后不相关,这种宇宙假设模型下,时间没有起点,也没有终点,只是在不同的宇宙有一个宇宙诞生的起点!

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如果彭罗斯这套循环宇宙理论得以推广的话,它将替代目前流行的,麻省理工阿兰古斯在上世纪八十年代提出的宇宙大爆炸的最坚定补充:暴涨理论,这个理论解释了磁单极子以及宇宙微波背景辐射为何会如此均匀的问题,也解释了我们的宇宙为何会如此平坦等等,因此推出后很快被科学界广泛接受!

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但彭罗斯一直对暴涨理论抱有不信任的态度,他很难相信这样要什么就提出什么的假说,就像是一种自圆其说的理论,很难让人信服!不过话也要说回来,彭罗斯的理论虽然听起来非常离谱,但却也有一些理由,不过绝大部分的科学家对此很难表示认同!

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最后有点提醒下,彭罗斯是在2010年出版的书《时间周期:宇宙的非凡新观点》中提出这个观点的,一直以来它只是新闻的头版,但却未能在科学界中形成气候,也许这次他在89岁高龄前最后推广一波自己的理论,毕竟下次就没有机会了!

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