沒有大爆炸 沒有起始點
- 發(fā)布時間:2015-02-11 01:30:44 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
科技日報訊 (記者常麗君)埃及和加拿大的科學家將量子修正項用于愛因斯坦的廣義相對論中,得到一個最新模型,顯示宇宙可能是永遠存在著,沒有起點也沒有終點。對暗物質和暗能量也是一種可能的解釋,同時能解決多個問題。相關論文發(fā)表在最近的《物理快報B輯》上。
根據(jù)廣義相對論估計,宇宙年齡大約是138億歲。在開始時,所有事物都存在于一個無限致密的點,稱為奇點,當這一點開始擴張(即大爆炸)后,宇宙才正式開始。廣義相對論的數(shù)學演算直接且不可避免地帶來了大爆炸奇點,一些科學家認為這是有問題的,因為數(shù)學只能解釋奇點之后發(fā)生了什么,而不能解釋在奇點時或之前發(fā)生了什么?!按蟊ㄆ纥c是廣義相對論最嚴重的問題,因為這里打破了所有物理法則。”埃及本哈大學的阿哈邁德·阿里說。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)2月10日(北京時間)報道,阿里和加拿大萊斯布里奇大學的索里亞·戴斯證明了大爆炸奇點也是可以解釋的。按他們的模型預測,不僅沒有大爆炸奇點,也沒有“大坍縮”奇點。而在廣義相對論中,宇宙的一個可能命運是開始收縮,直到最后再變成一個無限致密的點。
新模型描述的宇宙充滿了量子流,這種量子流由引力子(gravitons)組成。引力子是一種假設的無質量的引力介質,在量子引力理論中扮演關鍵角色。在宇宙學術語中,可以把量子修正看作一個宇宙常數(shù)項和一個輻射項,無需暗能量。這些項使宇宙保持了有限的大小和無限的年齡,由此做出的預測和目前對宇宙常數(shù)和宇宙密度的觀察也密切相符。
研究人員強調,他們并不是特意用量子修正項去消除大爆炸奇點。他們的研究是基于理論物理學家大衛(wèi)·玻姆的觀點。從上世紀50年代,玻姆就在探索用量子軌跡來替代傳統(tǒng)的測地線(曲面上兩點之間的最短路徑)。當時戴斯的老師、物理學家阿馬爾·雷喬德哈里開發(fā)出一個方程。阿里和戴斯把“玻姆軌跡”用在了“雷喬德哈里方程”中,用量子修正的雷喬德哈里方程推導出了量子修正弗里德曼方程,在廣義相對論的背景框架中描述了宇宙的膨脹和演化,其中包括了大爆炸。他們的模型避免了奇點是因為傳統(tǒng)測地線和玻姆軌跡之間的關鍵不同。傳統(tǒng)測地線最終會交叉,交叉點就是奇點,而玻姆軌跡永遠不會交叉,所以方程中不會出現(xiàn)奇點。
雖然這還不是一個真正的量子引力理論,但模型已經(jīng)包含了量子理論和廣義相對論兩方面的要素。阿里和戴斯希望在構建出全部量子理論后,他們的結果也能成立。
總編輯圈點
剛有科學家給宇宙判了死刑,說它終將收縮成一個點;另一些科學家馬上改判無期徒刑。一百年來發(fā)展出的宇宙學,看來還是個任人打扮的小姑娘。其實宇宙生滅與我們肉身凡胎有何相干?就算有終結,明天大家也不會去擠兌搶購,該過的年一個也不少過??茖W家們最癡狂,穿越億年去想象,反把他鄉(xiāng)認故鄉(xiāng)。
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