这位科学家与霍金齐名,发明过悬魂梯,他的理论认为,宇宙在轮回

这个世界上科学家和科学工作者有很多,但是能够做出大的突出贡献,并且广为人所熟知的屈指可数。

有些科学家像一个单独的勇士那样,单枪匹马的作战,这些科学家特别让人敬佩。而且他们所取得的成果也特别的突出。在所有的科学家里被列为最伟大的科学家就是牛顿和爱因斯坦了。基本上,他们的主要科学成果都是在没有任何外界援助的情况下,独立完成。​

这位科学家与霍金齐名,发明过悬魂梯,他的理论认为,宇宙在轮回

​如果,爱因斯坦不搞出广义相对论的话,后面的人,可能很久也没办法完成。在广义相对论的光环照耀下,许多科学家做出了很多重大的发现。

在广义相对论理论框架下工作的著名科学家,是天体物理学家霍金。霍金的主要学术成果,是给出了广义相对论方程有解的边界条件,这些条件被称为能量条件。在这些条件存在的情况下,霍金发现了黑洞视界边界的辐射~霍金辐射。

其实,绝大多数人可能都不知道,霍金的研究成果,并不是他一个人独立完成!霍金有一个好搭档,他们两个人一起完成的这个成果!

》霍金的这位搭档,是著名的数学物理学家,彭罗斯!在学术界,彭罗斯和霍金是齐名的!

这位科学家与霍金齐名,发明过悬魂梯,他的理论认为,宇宙在轮回

彭罗斯比霍金大11岁,出生于1931年,他与霍金在上世纪60年代合作,一起研究广义相对论。

因为广义相对论场方程是一个偏微分方程,理论上讲它没有解析解。当时,研究广义相对论场方程解的,有几个团队。其中最有名的,主要有两个,一伙是前苏联著名的物理学家维塔利·拉扎列维奇·金兹堡等人,另外一组就是彭罗斯和霍金这一对组合。

而且当时霍金还并不出名,当时他们用来研究广义相对论的数学工具,主要是由彭罗斯提供。这个非常重要的数学工具,就是解析几何领域里的“全域法”。正是用了这个方法,他们两个人没有去直接求解广义相对论场方程,只讨论广义相对论方程解存在的范围,才把整个研究带到了正确的方向上。​

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​而当时在前苏联的那一组,仰仗着前苏联人卓绝非凡的数学功底,打算直接求解广义相对论场方程,结果无功而返。

彭罗斯对黑洞理论的研究成果,与霍金相当。奇点的存在性,就是彭罗斯证明的。

》但是,彭罗斯发明的其他的东西,因为深具八卦特征,所以在吃瓜群众中流传甚广,这就是彭罗斯楼梯。

在天下霸唱的小说《鬼吹灯》里面,《悬魂梯》是单独的一个章节,这个楼梯,成了困扰胡八一等盗墓者的魔咒。在电影《盗梦空间》,也有一座这样的无限循环的阶梯。

彭罗斯楼梯在现实的世界里是不存在的,它的存在必须依赖一些特殊的数学结构,在高维空间才能出现。​

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​这种情况只有在黑洞的内部,当物体向奇点掉落的过程中,才可能会出现。

我们知道,黑洞是天体演化的终极阶段,黑洞的奇点是被所谓“事件视界“所包裹。所以没有办法知道黑洞的内部是个什么情况,这被称为“宇宙监督假设”,也就是说没有裸露的起点。

黑洞的形成过程中,物质在向奇点汇聚的时候,如果越过普朗克尺度,不确定性就会占支配地位,量子效果会产生一次强烈的反弹,奇点周围时空可能会被重置。这个时候事件的走向会有三个选择,空间曲率是正,黑洞内部会形成一个小宇宙,黑洞形成。空间曲率是零、或者是正,会形成所谓的白洞,全部物质以能量形式辐射出来,爆炸的一点残渣都没有。​

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​现在要讨论的是黑洞形成了以后会怎么样。因为根据以前的理论,黑洞只有质量、电荷和转动惯量三个参数,黑洞的温度是绝对零度。

但是黑洞边界的霍金辐射显示,黑洞是有温度的。所以黑洞内部应该具有无限的多样性。在霍金辐射存在的前提下,如果物质越过黑洞事件视界,向奇点掉落的过程中,会走类光测地线,光锥上会出现一个彭罗斯阶梯这样的一个扭曲的结构。​

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在这个结构里面,事件在无限循环的。在电影《星际穿越》里,男主掉进黑洞,就遇到了这样的时空结构。

像彭罗斯阶梯那样的无限循环结构,有很多种,它们是根据群论和托扑学在数学结构上构造出来的一种特殊的“图形”,是属于几何拓扑学的研究范围,一般情况下在三维空间是没办法显示的。包括克莱因瓶等结构,都属于几何拓扑学的研究范围。

彭罗斯楼梯就是为了在三维的世界中,把这种无限循环的数学结构,给大家一个形象的展示。彭罗斯楼梯的每一个局部,都是因为前后的存在才定义了某种方向。所以在彭罗斯楼梯上面走,就会永远永远向前。

这位科学家与霍金齐名,发明过悬魂梯,他的理论认为,宇宙在轮回

​在彭罗斯阶梯上,每一个阶梯的结束是下一个阶梯的开始。大家要牢记这段话,因为我们下面就要介绍彭罗斯关于宇宙演化的理论,这个理论和彭罗斯阶梯上的循环类似,但是有更加复杂的数学结构。

》彭大爷的牛X理论:The conformal cyclic cosmology,彭罗斯宇宙轮回模型(共形轮回宇宙模型)。

根据彭罗斯宇宙轮回模型,宇宙演化的边界是一个叫big rip的张量膜,这个张量膜通过数学变换可以收缩在一个点上,这个点就是下一个宇宙的起点,Big bang大爆炸。以此类推,我们的宇宙就是n个宇宙链条之间的一环。

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彭罗斯的宇宙模型,有两个重要的推论:第1个结论,自旋为整数倍的波色子,光子可以穿过Big rip;而自旋为半整数倍的费米子,无法穿过big rip。第2个重要结论,如果费米子撞击在big rip上面,会让微波背景辐射出现同心圆的扩散结构。

彭罗斯宇宙轮回论,先进之处就在于,理论上是可以由实验验证的。虽然这个实验非常的难。

这个实验的验证方法有两个,其一是用射电望远镜寻找宇宙微波背景辐射中可能存在的同心圆结构,并与理论计算的结果比对。​

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​其二,就是如果我们站到宇宙边缘,我们看到的是一望无际的黑暗。否则的话,如果光无法穿越宇宙边缘的big rip,光会反射回来,我们会看到,背后宇宙的镜像。

所以,只要旅行到宇宙的边缘,我们就可以验证彭罗斯的理论。

》按照彭罗斯宇宙轮回模型,如果生命以纯能量形式存在,就可以在宇宙之间穿越。

在古代文明中,往往会出现那些匪夷所思的先进的令人叹为观止的技术。我们只能用超古代文明来形容。

在印度的古迹《吠陀经》里记载着六千年前的维曼拿飞行器,并且详细介绍了这种飞行器的构造。据说,佛教的佛塔就是按照飞行器的形状制造的。​

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​印度教和佛教,轮回都是一个很重要的概念。如果说语言是文明中最重要的标志,那么语言中的时态就构成了创造这种语言的智慧生命对时间的根本概念。

在所有的语言里面,时态就是过去、现在和将来。英语、汉语、德语、法语等等全部都一样。

而古印度的梵文,其中的时态有现在时、未完成时、命令时、祈愿时、完成时、不定过去时,将来时、条件时。

像这样的时态,只有在表达极其复杂的时序的时候才需要。比如说其中的“不定过去时“,这种情况只出现在逆反时序的时候。而逆反时序的情况,就是彭罗斯阶梯的情况。这种情况在现实的世界里我们还没有观察到。理论上只存在于黑洞的内部,要走一条类光测地线,在光锥表面才会形成。​

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让人疑惑的就是,那些古文明到底经历了什么,才会有如此复杂的时态表达。

彭罗斯的开拓性研究,表明了轮回这个概念在理论上是可行的。

最后,让我们向彭大爷致以最高的敬意,彭大爷不仅把轮回理论上升到数学可描述的高度,而且给出了可供实验验证的结论。

最重要的一点是:彭罗斯宇宙轮回模型,给出了宇宙大爆炸之前的明确答案!


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