02.24 量子糾纏推翻一切物理規律-宇宙或許不是源於大爆炸


量子糾纏推翻一切物理規律-宇宙或許不是源於大爆炸

量子糾纏是隱含在量子力學理論裡面的基本原理。關於量子糾纏的爭論,從未停止過。

糾纏首先是量子力學理論上的結論,而且這個結論是由愛因斯坦給出的。愛因斯坦給出這個結論,是因為他跟玻爾有一個爭論!玻爾認為:物理現象就是物理的全部,量子力學描述了全部物理現象。而愛因斯坦認為:物理現象不是物理本質,量子力學只描述了物理的一部分。

量子糾纏推翻一切物理規律-宇宙或許不是源於大爆炸

愛因斯坦當初的想法是推導出量子糾纏這個結論,然後再做個實驗,證明這種現象不可能發生,進一步反駁玻爾的觀點。但是結果事與願違,量子糾纏發生了,出乎愛因斯坦的意料。

根據量子力學的理論,糾纏是在瞬間發生的。也就是說不論兩個粒子之間距離多遠,之間聯繫的速度是無窮大。我們知道無窮大的時候,所有的物理定律都會失效。因為所有的物理定律都依賴於數學法則,無窮大數學沒法處理。無窮大是沒有上限的,所以只能通過測量下限的方法來間接驗證!潘建偉團隊測量過量子糾纏速度的下限,至少是1萬億倍光速。所以我們有理由相信:支配宇宙的運動規律,有一部分是處於物理法則失效的區域。

愛因斯坦完成狹義相對論以後,他發現了一個問題。牛頓引力方程沒有辦法在羅倫茲變換下進行協變。因為我們知道,真空中的光速是一個恆定的常數。所以物體在逼近光速的時候,就會出現質量壁壘,以及鐘慢和尺縮效應。所以,如何描述物體在高速運動時候,與引力場的相互作用,是愛因斯坦要考慮的問題。

愛因斯坦解決這個問題的方法就是,根據等效原理,把引力場的局部用作加速運動的慣性系替代。於是,廣義相對論橫空出世。廣義相對論經過了各種嚴格的驗證。

我們知道,根據廣義相對論,光線經過大質量天體的時候,會在扭曲的時空中發生方向偏轉。這樣我們就可以看見原被擋在大質量天體後面的那些天體。這些天體在望遠鏡裡會形成一個環狀,這就是所謂的愛因斯坦環。這種現象也被稱為引力透鏡效應。根據對引力透鏡效應的觀測,相對論的理論計算值和實際觀測值完美吻合。

不僅如此,廣義相對論還預言了黑洞的誕生,引力紅移效應。這些都被實驗所證實。但是,我們知道廣義相對論實際上脫胎於狹義相對論。狹義相對論描述的是在平直空間中物體運動規律的不變性。廣義相對論描述的是在黎曼空間,物體運動規律的不變性。所以,廣義相對論無法描述超光速的現象。

在廣義相對論裡,空間是不能單獨存在的,必須依賴於物質而存在。所以廣義相對論描述的宇宙大爆炸,實際上是隨著物質的爆炸而產生的空間擴張。任何時候,超光速膨脹都是不允許的。但是實際上,宇宙是在超光速膨脹。這個膨脹速度是72公里每秒.百萬秒差距。秒差距是天文學上用於度量距離的單位,一秒差距等於3.26光年。百萬秒差距就是326萬光年。所以我們可以把宇宙膨脹的速度解讀為:在每326萬光年的尺度上,空間的擴張速度為72公里每秒。我們的銀河系帶著我們的太陽系,就在朝著本星系集群的引力中心~“巨引源”狂奔。巨引源的位置在長蛇座、半人馬座方向,距離地球1.5億光年。但是那裡確切的情況,因為被銀河系的銀盤所阻擋,所以沒辦法看清楚。

量子糾纏推翻一切物理規律-宇宙或許不是源於大爆炸

在這個尺度上,宇宙空間的膨脹速度為:3300公里每秒。銀河系飛向那裡的速度不到1000公里每秒。所以我們永遠也不要擔心,我們會掉進那裡的巨大黑洞。由於宇宙空間是在均勻的膨脹,距離地球越遠,膨脹速度越快。太遠的距離,光線都追不上宇宙膨脹的速度。所以我們只能看到有限的宇宙,它的直徑是900億光年。所以我們的宇宙是這樣一種狀態,一方面廣義相對論描述的物質之間的各種作用力,包括引力,傳播速度都等於光速。一方面宇宙空間在超光速成長。

廣義相對論只描述了宇宙中間的物質存在,以及物質和空間之間的關係。我們所說的宇宙大爆炸,只是根據宇宙中間物質擴張的現象,根據時間軸,向後倒推的結果。

量子糾纏推翻一切物理規律-宇宙或許不是源於大爆炸

如果我們承認量子糾纏是在物理學無法描述的規律裡起作用的。那我們也可以認為,宇宙最初也可以是物理規律無法描述的。如果是這樣的話,那麼很可能大爆炸從未發生過。

雖然大爆炸理論為大多數的物理學家所接受,但是也有科學家不承認這樣的觀點,他們的代表人物是英國的數學物理學家弗雷德霍伊爾,霍伊爾認為宇宙是有生命的,膨脹是因為在生長。

從廣義相對論本身來說,確實描述宇宙大爆炸的物質分佈與觀測值相差實在過於巨大,相差100萬倍。

正因為廣義相對論留下了這樣一個缺口,所以宇宙誕生之初,各種可能性都會存在。也許宇宙並沒有經歷過大爆炸。


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