霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

霍金的论文曾在《Journal of High Energy Physics》上发布,为宇宙起源提出了一种新的理论。值得留意的是,这和霍金生前曾提出的“无界宇宙理论”有所不同。

就在霍金离世前10 天,他和比利时鲁汶大学理论物理学教授托马斯·赫托完成修订,并提交了双方合作撰写的论文《A Smooth Exit from Eternal Inflation?》。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

霍金除了是一位伟大的物理学家,霍金还在许多领域做出了杰出贡献。

一分钟背景回顾:大爆炸和多元宇宙

一切都从一次大爆炸开始,Bang!(that all started with a big bang,BANG!)

就像美剧《宇宙大爆炸》主题曲唱的一样,不少科学家都认为我们的宇宙起源于一次大爆炸。但这下爆炸后到底发生了什么事?

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

在物理宇宙学中,一种理论认为,在大爆炸后的10⁻³⁶ 秒开始,至10⁻³³ 至10⁻³² 秒之间,宇宙空间就像气球一样以比光速更快的速度膨胀,这段极短的时间被称为“宇宙膨胀”。

在“宇宙膨胀”后,宇宙会继续膨胀,但速度会慢很多,星球行星也才得以形成。

我们所处的宇宙看起来已经进入稳定的状态。但不少理论认为,在宇宙的某些地方,膨胀会一直进行下去,也就是“永恒膨胀”。

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因为膨胀中的区域会以极快速度膨胀和自我复制。

所以,如果膨胀衰减的速度比新膨胀区形成的速度慢,那就总会有新的膨胀形成。

而这些膨胀随之会形成一个个不同的口袋宇宙,组成一个“多元宇宙”,而我们的宇宙也只是其中一个。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

霍金在2017年的采访中说道:

“常规的永恒膨胀理论预测宇宙是一个无限的分形,在膨胀的海洋中,镶嵌着不同的口袋宇宙。一个口袋宇宙中的物理和化学定律和另一个口袋宇宙会有所不同,这一个个不同的口袋宇宙组成了多元宇宙。”

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

为无限设一个限

但我从来都不是这个多元宇宙理论的粉丝。因为,这意味着口袋宇宙们数量近乎无穷多,这个理论也无法得到验证。

霍金补充道。这也是为什么他和托马斯·赫托尝试提出一种新的多元宇宙解释理论,论文《A Smooth Exit from Eternal Inflation?》就记录了他们的新想法。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

据哈佛天文学系主席Avi Loeb解读,霍金和托马斯·赫托主要透过数学方式解决了原本数学和哲学上的瓶颈问题,并推出“能够形成的宇宙具有一定限制性”的预测。

当我们回溯宇宙发展的历程,到达永恒膨胀的临界点,我们所熟知的时间概念将失去意义。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

托马斯·赫托介绍道,他们将无限膨胀设定在时间开始的临界点上,那是一切的边界。

值得留意的是,这和霍金生前曾提出的“无界宇宙理论”有所不同,后者预测,如果我们回到宇宙开端,将看到宇宙像半球一样闭合。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

“而现在,我们要说的是,我们的过去是有边界的。”他们预计,从这个边界之上,大爆炸形成了一系列有特定结构的宇宙。

如果这个理论成立,这意味着我们的宇宙和其它口袋宇宙很可能都是从那个临界点开始形成的。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

而且我们还有可能能够找到和宇宙膨胀痕迹相匹配的引力波作为论据,这就成为了一个可去论证的假设。

不过,赫托也表示,现存的设备仍未能够探测出这类证据。

所以,他更多是寄望未来科技发展带来更先进的仪器技术,可对理论进行进一步研究。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

小编认为,在人类的未来中,也许会有人将这个研究进行下去,找出支持的论证,带领人类揭开探究浩瀚宇宙中的一小部分。

但目前为止,这更像是霍金留下的一个充满想象力的假设,一颗小小的种子,而论文题目中的问号,也像是向世界发起讨论的一个邀请标志。

霍金离世前为什么一定要推翻之前对宇宙膨胀的理论?

也许,我们更应该从“霍金在离世前十天还在忙于修改研究宇宙起源的论文”这件事情本身获得启发。

追随心之所向,即便那件事看起来就像要研究宇宙起源,回到时间开始之端那样遥远。

你们是如何认为的呢?欢迎来评论区发表看法。

(文章图片来源于网络)


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