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霍金最后论文再推翻无边界理论:多元宇宙非无限

2018-05-09
霍金最后论文完整发布,再推翻无边界理论:多元宇宙非无限

米死干净 发布时间: 2018-05-04 本文采编自网络,不代表本站观点,请客观评论

无论是量子理论、黑洞、宇宙起源还是人类灭绝,已逝物理学家史蒂芬‧霍金似乎永远有层出不穷的思路。在霍金逝世前 10 天,提交了人生最后一篇论文,其中关于宇宙起源的新论点违背了霍金自己于 1983 年提出的无边界理论。也因此,过去我们想象的无穷多元宇宙,数量实际上可能没那么多。

和之前宇宙外还有无穷数量的多元宇宙想法相悖离,今年 3 月逝世的理论物理学家史蒂芬‧霍金与比利时天主教鲁汶大学物理学教授 Thomas Hertog 合作撰写的论文提出,如果多元宇宙中某些宇宙的尺度无限大,那么这理论将不能被测试,换句话说,这样的理论没有实质用处。

霍金并未反驳多元宇宙存在,但他相信这个多元在「全幅背景」中仍只是有限存在,而非无穷分化的结构。如果这项理论能被其他物理学家接受并证实,代表未来我们更容易测出宇宙极限──因为范围缩小了。

根据目前宇宙暴胀论(inflationary theory),我们存在的这个宇宙于大爆炸后几分之一秒内,像吹气球一样以比光速还快的速度扩长,之后虽然仍在持续膨胀,可速度慢了许多。

若根据 1983 年提出的永恒暴胀(Eternal inflation)模型,量子涨落(quantum fluctuation)描述了宇宙某些地方从未停止这种暴胀过程,因此「整个背景空间」事实上充满着无数个和我们宇宙一样的袖珍宇宙(Pocket universe),各自有各自的物理定律,有些是空的、有些充满物质、有些扩展太快、有的太过短暂,而我们恰恰好由一个合适的宇宙孕育生成。

但霍金不是无穷多元宇宙的粉丝。他和 Thomas Hertog 不爱无限多元宇宙的不可预测性,反而更喜欢能被验证的假说,你可以透过任何实验来证明或反驳──否则就如外媒《New Atlas》所述,科学听起来就跟宗教一样,比如上帝创造了一切,这种说法看似优雅也完美回答了我们为何存在,但其本质仍是不可测量。

基于此,包括霍金、Thomas Hertog 等一些科学家认为,现有永恒暴胀理论若不修改就没有意义,此番修改即新论文重点。永恒暴胀理论一个基本假设是爱因斯坦的广义相对论有效,但霍金、Thomas Hertog 认为情况并非如此,相反地,爱因斯坦理论在其中破灭了。

他们提出基于弦理论的全新多元宇宙模型,该理论假设宇宙是一个庞大复杂的全像图,某些三维空间的物理现实(physical reality)可在数学上简化成二维投影。宇宙有了边界,我们才能看见。

新理论也违背了霍金自己在 1983 年首次提出的无边界理论,那时候,霍金表示宇宙没有所谓「开始」,因为宇宙没有边界,在那里我们熟悉的时间概念不再有任何意义;但现在,他们说宇宙有边界,结构也简单许多。如果理论得到进一步证实,我们将会发现多元宇宙不再那样多元,甚至宇宙背景范围将变小得多。

霍金人生最后一篇论文处理了科学家一碰就头疼异常的问题,虽然多数物理学家普遍不同意新论文的想法,甚至称这篇论文「完全不起眼」、听起来令人失望,但毕竟理论物理学家只是用数学来回答宇宙最大尺度的问题,也许我们不必评论霍金最后一篇论文是纸上谈兵还是革命性论点,只要知道霍金在生命的最后一年,仍孜孜不倦地进行日常工作,试图了解未知宇宙。

这篇论文还预测未来终有一天,我们可以透过重力波找到平行宇宙存在的证据,研究已于 5 月 2 日发表在《高能物理学报》(High Energy Physics)。

http://www.awaker.cn/news/detail_107788.html



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