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宇宙 量子通讯宇宙起源_世界陨星_新浪博客,世界陨星,(5)

2018-01-06 12:06 网络整理 教案网

对于大部分宇宙学家而言,有关一致性最合理的解释是,在宇宙形成后不久,一些未知的能量形式使年轻的宇宙以超过光的速度膨胀。这样便得到了我们今天所看到的温度大致均匀的宇宙。但Afshordi强调:“宇宙大爆炸太过混乱,因此很难搞清是否真的存在这种膨胀现象。”

在arXiv预印本服务器上周发表的一篇论文中,Afshordi及其同事转而将注意力投向了由包括德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的物理学家GiaDvali在内的研究团队于2000年提出的一种假设。在这个模型中,我们的三维宇宙是一张膜,漂浮在具有四个空间维度的“体宇宙”之上。

Afshordi的研究小组认识到,如果体宇宙包含有其自身的四维恒星,那么其中的一些恒星会塌缩,最终形成四维黑洞——这与我们的宇宙中大质量恒星的运作方式是类似的。这些四维恒星会像超新星一样爆发,并猛烈喷射出其外层物质,而它们的内层则塌缩为一个黑洞。

在我们的宇宙中,一个黑洞被一个名为视界的球面联系起来。鉴于普通的三维空间需要一个两维的物体(一个表面)来创建一个黑洞内部的边界,那么在体宇宙中,四维黑洞的视界应该是一个三维物体——一种被称为超球面的形状。当Afshordi的研究小组模拟了四维恒星之死后,他们发现,喷射的物质能够在三维视界周围形成一个三维膜,并缓慢膨胀。宇宙 量子通讯

研究人员假设,我们生活的三维宇宙可能就是这样一个膜,而我们探测到的膜的生长被认为是宇宙的膨胀。Afshordi说:“天文学家观测到这种膨胀,并倒推宇宙必然由一个大爆炸开始——但这只是海市蜃楼。”

这一模型同时自然而然地解释了我们的宇宙的一致性。由于四维体宇宙可能在过去已经存在了无限长的时间,因此它有足够的机会使不同区域的四维体宇宙达到一种平衡,而我们的三维宇宙则很可能继承了这一点。

膜宇宙学是一个物理学上超弦理论和M理论的分支,专门研究宇宙膜,该理论认为宇宙其实是镶在一些更高维度的膜上。该学科同时研究那些更高维度的膜是怎样影响着我们的宇宙。

据英国《自然》杂志网站2013年7月16日报道,近百年来,标准宇宙学理论认为:宇宙源于一次大爆炸而且正在不断膨胀,这似乎已成了一个根深蒂固、颠扑不破的“真理”,他认为,宇宙根本不是在膨胀,粒子质量的不断增加或可解释为一些距离地球遥远的星系似乎离地球越来越远。

德国海德堡大学的理论物理学家克里斯托弗·维特里克在arXiv上撰文指出,他已经构建出了一种完全不同的宇宙学框架,在这套框架内,宇宙并非在膨胀,而且,万事万物的质量一直在增加。这一理论或许有助于科学家们理解一些有争议的问题——比如宇宙大爆炸中出现的“奇点”等。

天文学家们通过分析物体的原子释放或吸收的光来测量物体是在远离还是接近地球,这些光会以独特的颜色或频率出现。当物体远离地球时,这些频率会移向光谱上的红色(低频)。上世纪20年代,包括埃德温·哈勃在内的很多科学家发现,大多数星系都展现出了这样一种红移,而且,星系距离地球越远,红移越大,据此,他们认为宇宙一定在不断膨胀。

但正如维特里克所说的那样,原子释放出的这种独特的光也被组成原子的基本粒子尤其是电子的质量所控制。如果某一原子的质量增加,那么,其释放出的光子的能量也会变得更高。因为能量越高,频率越大,因此,释放和吸收频率将前移到光谱中蓝色的部分。相反,如果粒子变得越来越轻,频率将变成红移。

因为光速是有限的,当我们看着遥远的星系时,在时间上,我们是在朝后看。如果所有的质量一直在增加,那么。因此,红移将使星系似乎离人们越来越远,即使它们并非如此。

维特里克认为,在名为暴胀的短期之内,宇宙仍然在快速膨胀,但在暴胀之前,宇宙大爆炸不再包含有一个宇宙密度无限大的“奇点”时刻。

这一想法听起来似乎合情合理,但它也有一个大问题:它无法被检验。地球上万事万物的质量最终都是相对于国际千克容器这一千克标准得出的数值。如果包括国际千克容器在内的万事万物的质量一直在随着时间的流逝而增加,那么,我们就找不到检验办法了。

而对维特里克来说,缺乏实验测试并非大事,新模型的主要优势在于摒弃了困扰物理学界的宇宙大爆炸奇点。

尽管该文还没有经过同行评议,但有些《自然》杂志的评审专家认为,这一想法值得深究。英国圣安德鲁斯大学的天文学家赵洪生(音译)表示:“我认为探究另一种解释是一件趣事。维特里克的解释似乎很严谨,值得推敲。”

也有科学家表示,最新解释或许可以帮助天文学家们避免落入单一思维的窠臼。英国爱丁堡大学的宇宙学家阿琼·贝雷拉表示:“现在,天文学家们在追寻一个以暴胀和大爆炸为中心的标准模型。在一切盖棺论定前,看看是否还存在另外一种解释至关重要。”