05.07 新理論認為,我們的宇宙存在於黑洞的中心

新理論認為,我們的宇宙存在於黑洞的中心

我們在宇宙中的位置是什麼?一些天文學家認為,我們在太空中的位置上的相對空虛可能是我們還沒有發現其他智能生命的原因。它甚至可能超越這一點。有一種理論認為,我們的宇宙實際上被困在一個巨大的黑洞裡,而這個黑洞本身就是一個大得多的宇宙的一部分。

它的中心是關於黑洞究竟是什麼的不同理論。一般的理解是,沒有什麼能逃脫黑洞的強烈引力,即使是光。所謂的黑洞信息悖論認為,即使是一個被吸進去的物體的信息也會消失。但其中存在一個問題。

這種理解違反了量子力學中被稱為“么正性”的某種規則,即信息永遠不會完全丟失。它的一些痕跡將永遠存在。那麼科學家怎樣才能克服難關的呢?根據一個科學家小組的說法,一種方法是我們的宇宙位於黑洞的中心。這就是所謂的ER=EPR猜想。這有什麼意義?

在大爆炸之前,有一個所謂的奇點,一個無限熱的,無限密集的點,包含了宇宙中所有的物質。它爆炸並向四面八方擴散,創造了我們今天看到的不斷膨脹的宇宙。但有一個問題,許多物理學家認為這是不可能的。

從20世紀60年代開始,一小群物理學家一直在考慮一次大反彈,而不是一次大爆炸。除了彎曲的時空,還有一種叫做扭轉的東西,它考慮到了粒子的自旋。在宏觀尺度上,這會導致空間結構的扭曲。一些科學家認為扭轉甚至可以抵消引力。隨著宇宙的擴展,在這個視圖中,更多的能量被耗盡,更多的物質進入宇宙,並且均勻分佈。

新理論認為,我們的宇宙存在於黑洞的中心

創造的物質越多,引力就越大,在某一時刻開始壓縮宇宙。然而,扭轉力可以防止在某一點完全崩潰,從而導致宇宙反彈。這就像一個被壓縮並釋放的橡膠球。這就是物理學家所說的大反彈。甚至可能有不止一個。每次彈跳都會產生一個新的黑洞,實際上是一個蟲洞,它充當進入另一個宇宙或我們自己的另一部分的通道。這意味著必須存在一個更大的宇宙,它就在我們的內部。

更大的宇宙可以用不斷延伸的黑洞來檢查,甚至可以有一層層的黑洞--就像俄羅斯套娃,取決於這種情況發生了多少次,形成了一個非常奇怪的多元宇宙。這與愛因斯坦預言的存在於黑洞中心的“時空奇點”有著天壤之別。

新理論認為,我們的宇宙存在於黑洞的中心

除了解決奇點問題之外,這個理論還可以幫助我們理解為什麼宇宙中的反物質很少。在大爆炸之後,應該有同樣數量的物質和反物質產生。但是,儘管有大量的仔細觀察,反物質卻出奇的罕見。

有一種理論認為,創造的東西比反物質要多一點。物質和反物質原子被相互吸引,互相取消,只剩下這些少數物質。問題是,沒有人能解釋為什麼物質會多於反物質。

根據ER=EPR的猜想,當物質衰變為電子和夸克時,反物質就會衰變成我們宇宙中豐富的電子和夸克,反物質就會衰變成一種被稱為暗能量的神秘力量,這被認為是推動星系前進的動力,而這正是宇宙膨脹速度不斷加快的原因。

新理論認為,我們的宇宙存在於黑洞的中心

因此,根據推測,黑洞將是蟲洞系統。黑洞會在一端吸入東西,而一個白洞會將它們推出另一端,進入一個新的宇宙或我們自己宇宙中的另一個點。普林斯頓大學的Juan Maldacena和斯坦福大學的Leonard Susskind在2013年首先提出了這個猜想。該理論結合了量子隱形傳態與蟲洞。當兩個粒子糾纏在一起時,就會發生這種隱形傳送。當兩個粒子相互作用併產生相同的自旋時,就會發生這種情況。他們的互動莫名其妙地將他們聯繫起來。

即使一個人在宇宙的另一邊,他們仍然是相互關聯的,而且那個粒子能以比光速更快的速度穿過整個宇宙到達它的同胞那邊。它是怎麼工作的?這個令人驚訝的簡單的ER=EPR猜想可能是答案,因此,有助於彌合量子力學和廣義相對論之間的裂痕,導致人們對一切事物的統一理論的追捧。

黑洞和白洞之間的隧道叫做咽喉。在“高能物理學理論”雜誌上的一篇論文中,哈佛大學的 Ping Gao和Daniel Jafferis以及斯坦福大學的Aron Wall建立在ER=EPR猜想的基礎上。他們從數學上證明了,如果兩個黑洞以正確的方式排列起來,它們之間的獨特聯繫,直至量子水平,將維持蟲洞的咽喉,並使其保持開放。


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