人类模拟宇宙诞生的鸿沟,宇宙爆炸前时空被隐藏在什么地方?

网上可能有很多人疑问,科学家们对宇宙进行各种猜测及假说,像天荒夜谈一般,好像是人都可以发表自己看法一样。其实事实并不是这么简单,科学家们对宇宙起源的假说是基于各种实验结果的,而不是凭空捏造的无稽之谈。

我们都知道,核弹的爆炸可以模拟,虽然今天禁止核试验了,世界各国都不允许进行核弹实地实验。但是使用计算机进行模拟推演的,估计有能力的国家都从没有停止过。核弹爆炸模拟就是基于核弹实际爆炸测试数据、实验室的实验数据,根据一定的数学物理模型、算法建立的运算程序进行的高逼真度仿真,不需要再实际引爆炸弹就可以测试各种状态下的核弹爆炸情况,以便改善和优化核弹性能。

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核弹爆炸模拟

我们科学家推演的宇宙大爆炸、宇宙起源过程也是基于这样的一个模式建立的。比如说现在使用天文望远镜,如哈勃望远镜观察到100多亿光年的遥远宇宙情况,这是一个接近宇宙诞生前的地方,可以获得很多信息;通过大型电子对撞机将粒子加速到接近光速,然后将其对撞而模拟宇宙大爆炸时候物质诞生的情形;基于现有的物理理论、宇宙模型,通过超级计算机对宇宙诞生过程进行模拟推演。当然,超级计算机模拟演算并不是随意的,其结果必须验证符合现在有的物理定律。科学家们提出的各种宇宙诞生假设、宇宙模型,都是基于现有的数据及定律进行的,绝不是随意乱想的。

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宇宙大爆炸模拟图

不过遗憾的是,由于如下原因,现在对宇宙起源的模拟仍与实际可能还有很大差距:

第一:目前所能观测到的宇宙深处,距离宇宙诞生之初的空间还有不少差距;而且宇宙或许是在膨胀的,因此观察到的结果并非宇宙的原本面目;

第二:加速器对撞粒子的结果只是粒子层面的,对于更大能量级别的无法做到模拟,不清楚它们之间会有何相互影响;

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粒子对撞形成物质

第三:量子的不确定性,换句话说我们现在所模拟的结果是基于既定的量子状态,而目前量子理论所发现粒子的不确定性(包括位置及性质)将很大程度影响模拟结果。所以说,在超级计算机上模拟的宇宙状态,模拟时间越长,与实际偏差就越大;

第四:认知的局限,我们现在是基于已有的宇宙定律认知,哪些还没被发现的东西我们无法体现出来其影响结果,比如说反物质、暗能量等。

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宇宙大爆炸产生物质模拟图

所以说,目前人类虽然号称可以模拟宇宙诞生,但实际还处于很初级皮毛的状态。亚利桑那大学天文学一个教授和他的团队就曾经使用2000核的计算机,模拟了800万个虚拟宇宙,每个宇宙都预算设置一套规则进去,用以推演宇宙的演变过程,以甄别得出哪些规则可能得出与现实宇宙一样的情形。当然,这些计算机模拟的宇宙都仅是基于一部分数据,并不是完全的星系、空间数据,否则以现在地球的计算机能力,1亿年也无法模拟完成。

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正负电子对撞机

不仅如此,目前还有一个科学界无法回答的问题,那就是宇宙的时空在感官视界是怎么释放出来的。我们现在知道了物质和能量之间是可以相互转换,但是时空和物质是怎么一个转化过程却毫无头绪。假如宇宙是从一个致密奇点爆炸而来,那么这些被压缩的空间和时间,原来是藏着那个地方的?又是怎么被释放出来的?

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宇宙诞生瞬间

大爆炸理论虽然还有一些问题还不能完美解决,不过已经是当前最好的宇宙模型理论,对大爆炸后的宇宙解释大部分都是符合当前可观测结果。但是对于宇宙爆炸前,却没有很好的解释,因此后来出现了各种假说。比较出名的有卡拉比-丘成桐空间,这是一个具有六个维度的空间,但是直径比10^-32米还要小!

很多人认为我们是三维空间的人,但我认为我们是四维世界的人,时间对物质是有影响的,而且我们能感受到。我们能感受到四维,并且可以直观体会四维以下空间。但是对于四维以上的空间,我们目前是无法体会理解的。更高维度的空间存在吗,它们存在哪里,用什么才能感受到?从“卡拉比-丘成桐空间”之类的假说,我们可以换个角度思考,或许更高维度空间并非在宏观中寻找,而或许是隐藏在微观极小世界里面。宇宙大爆炸的能量只能将四维空间释放出来,而不足以将更高维度空间释放。

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卡拉比-丘成桐空间雕像

面对苍茫宇宙的浩瀚无边,你感叹它的无穷无尽时候,不知道你有没有想到过神学。无大无小、无远无近、无重无轻,或许走了一大圈的科学探索,会回到一个你曾嗤之以鼻的地方。我们的认知,永远是局限的,区别只是圆的直径不同。

或许更可怕的是,我们的思维不同,或许是维度的矢量不同而结论不同。所谓的疯子与天才,只有一步之遥,也有这种意思。仰望宇宙苍穹,你认为呢?


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