科学家建循环宇宙模型探索 宇宙“前世今生”

2021年05月13日15:24:00
APP永久免费入口

'科学家建循环宇宙模型探索

  关于宇宙在时间上是否有开端、空间上是否有极限的问题源于人类对哲学的思考。可时至今日,物理学依然在为此争论不休。

  在英国《新科学家》杂志10月23日的报道中,美国普林斯顿大学天文学教授保罗斯泰恩哈特和他的同事建立了一个新的循环宇宙模型。用循环宇宙替代大爆炸理论的说法,再次引起了人们的关注。

  斯泰恩哈特解释,在宇宙坍塌至一个点前,一种带负压力的未知的场将一切向外猛推。研究小组利用了幽灵场一种物理学上不现实但是数学角度上非常简单的带负动能的场来指代这一未知场。

  在他的描述中,幽灵场非常弱,以至于几乎可以被忽略,除了在反弹阶段也即宇宙非常小非常密集的阶段。利用幽灵方程式,描述广义相对论下时空的计算工具显示,垂死宇宙的微小波动的确能够转移到新生的宇宙里。

  不过,斯泰恩哈特也承认,反弹模型依然具有自身的缺陷。宇宙神秘推力的本质仍然是个未知数。

  广义相对论在奇点处失效

  在人们固有的认识中,宇宙在很久很久以前,是由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的,这种状态也被称为奇点,是我们宇宙的诞生时期,而在这之前,既没有时间,也没有空间。此后,因为一股神秘的力量,致使奇点突发爆炸膨胀,并一直持续到今天的状态。大爆炸理论至今仍是被科学界最广泛认可的宇宙起源模式,它的框架基于爱因斯坦的广义相对论。

  但是,广义相对论本身却在奇点处失效,到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。大爆炸理论无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,它构建的只是宇宙在初始状态之后的演化图景。