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科普黑洞 百家号 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 发布时间：2022-04-21 20:51:22 综述 人类对于宇宙的探索正在不断进步，这点儿我们从近几年来诺贝尔物理学奖的获得者就能看出来，2019年物理学奖颁给了宇宙和行星天文学，2020年则是颁给了黑洞领域的相关研究者；他是霍金的师兄——罗杰·彭罗斯。 罗杰·彭罗斯对宇宙学领域最大的贡献在于，他从正面解释了奇点存在的可能性。他在发表的论文中提出一个惊人结论：宇宙可能存在循环，且有越来越多的证据证明循环真的存在。现在连诺奖得主都这样说，难道宇宙起源要被改写了吗？
爱因斯坦与宇宙起源 其实在彭罗斯提出宇宙循环理论之前，物理界对宇宙的研究大都是通过1915年爱因斯坦发表的广义相对论为基础框架的。 在广义相对论中有个经典的引力场方程，通过该方程物理学家能推算出宇宙无时无刻不在发生着膨胀，以及膨胀发生的起点，也就是宇宙起源之谜。
通过爱因斯坦的宇宙观，我们相信宇宙是永恒的，它不会随着时间的流逝就发生重大变化，最多会让膨胀延伸下去，但宇宙是不具备进化能力的，对于没有开端的东西，自然就谈不上任何结局；或者我们更直白地说：宇宙就应该一直存在！ 后来爱因斯坦还在引力场方程中加入了宇宙常数，该常数只要取值合理，就可以杜绝宇宙继续膨胀下去。 爱因斯坦认为，宇宙正处于绝对静止的状态，膨胀是发生在宇宙大爆炸之后的故事，但当膨胀到达临界值时，它就会停止，就好像是个“死物”一样。
当时虽然没人否定爱因斯坦的智慧，但对于他的这项研究却报以怀疑的态度，并非出于其他原因，而是爱因斯坦对宇宙的结论太过于肯定；这明显不符合宇宙探索的科学精神。 果不其然，随着哈勃望远镜被发明出来，物理学家们检测到了宇宙仍在保持膨胀的势头，并没有像爱因斯坦说的那样绝对静止。
大概爱因斯坦本人对此也非常后悔，称这种说法是他关于宇宙研究中犯下的最大错误，这种不仅仅在结论上，更是容易传染给科学家一种“武断”的精神，这不利于科学的发展。 不过除了这项错误外，爱因斯坦理论在宇宙学说中仍然占据主导地位，宇宙学要基于爱因斯坦的广义相对论继续往前发展。
热寂并非宇宙唯一结局 直到现代科学的来临，物理学家通过数据分析建立了Λ-CDM模型。这里的Λ指的是宇宙学常数，CDM指的是暗物质。该模型也被称为宇宙大爆炸模型，它推算了宇宙在未来的衍化要通过暗物质和暗能量来的推动。 虽然这两种物质人类检测不到，至少以现在的科技难以做到，但这并不妨碍物理学家推导宇宙文明终极图景。
目前学术界普遍流传一种“热寂说”，也就是说当宇宙发展到一定阶段时，其内部空间温度会趋于相等，届时不会再有恒星之间的热传递，也自然而然没有了信息的传递，宇宙会由此陷入一片死寂。 但诺奖获得者彭罗斯却用另外一种观点解释宇宙结局，也就是“循环说”。彭罗斯从普朗克卫星的宇宙微波背景辐射中找到30个“霍金点”，也就是宇宙黑洞在蒸发后留下的痕迹；通过对这些霍金点的研究发现，这些物质都携带之前宇宙大撕裂时代留下的信息。
对此彭罗斯认为：黑洞就像是宇宙信息的记录者，如此多的“霍金点”数据各不相同，这说明宇宙不止一次发生过挤压或者大撕裂，它应该处于一种共行循环的状态。 就像宇宙在未来会发生收缩，由于收缩时能量过于巨大，很可能会引发宇宙二次大爆炸，“大反弹”时代会因此到来。总结来说，宇宙发展轨迹就是膨胀—收缩—大反弹，如此往复。
彭罗斯是否能自圆其说？ 不过彭罗斯的理论并没有得到主流物理的认同，主要是目前物理学界就黑洞膨胀认同最多的是上世纪80年代物理学家阿兰提出来的“暴涨理论”，该理论可以解决宇宙模型中微波背景辐射和磁单极子等问题，一经提出便成为主流科学理论，但彭罗斯的说法和“暴涨理论”相悖。
彭罗斯自己也不认同“暴涨理论”，按他的说法：暴涨理论就是缺啥补啥，属于填空型理论，它的提出在于解决现有宇宙问题，而非站在创新的角度去延伸宇宙学说；更何况这些填空也未必全都准确。 但彭罗斯也拿不出反驳“暴涨理论”的实证，这就让他的说法有点儿叛经离道了。 但如果在将来彭罗斯的“宇宙循环”理论能够成立，那将是彻底颠覆标准宇宙模型的主流学说。
作为诺奖得主，我们相信彭罗斯有这个实力。别人对宇宙学说的研究可能是叛经离道，但对于彭罗斯来说，这里是实现一切可能的梦想之地，就看眼下梦想之地能够给他的投入回报多少果实了。
结语 我们出生在一个非常幸运的时代，因为在现有科学技术下，大部分宇宙理论都能得到论证，这意味着人类对宇宙的认知将会进一步加深。 与此同时我们也生活在一个创新的时代，越来越多的天才在宇宙学说领域展现他们独特的人格魅力，为丰富宇宙理论不断向前探索。
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