一、宇宙暴涨理论的如何解释这种现象
为了解释这些现象,麻省理工学院的学者阿伦·固斯提出了“暴涨宇宙模型”。
他认为,早期的宇宙不是象现在这样以递增的速率膨胀,而是存在着一个快速膨胀的时期,宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿(1的后面跟30个0)倍。
二、宇宙大爆炸和暴涨理论是一回事吗?
宇宙大爆炸和暴涨理论是有一点关系,理论上差不多。
科学家推断宇宙大爆炸是当宇宙膨胀到一定程度后,再塌缩成奇点,然后再次经历暴涨,如此反复循环,至于在我们这次暴涨前,已经经历了多少次循环无人知晓。
三、永恒暴涨理论中,多重宇宙之间在时空结构与信息方面是完全隔离的吗?
宇宙时空的起源是科学中最神秘、也最具争议的问题之一。
《科学美国人》在2017年2月刊登的文章“PopGoestheUniverse”(“宇宙大爆炸不曾发生?”《环球科学》2017年3月刊)反驳了目前的主流学术观点——宇宙在极早期经历了一段被称为暴胀的极速膨胀时期。
该文作者倡导了另一种观点——我们的宇宙并非创生于暴胀学说中的大爆炸奇点,而是从一场“火劫”中开启的。
根据这一观点,宇宙在大爆炸之前经历了一段收缩过程,收缩到一定程度时发生反弹,从而形成我们今天看到的宇宙。
在下面的信件中,33名暴胀宇宙学家组成的科学团队署名回应了这篇文章。
毫无疑问,暴胀学说已经成为当今宇宙学的主流观点。
全世界的大批科学家多年来都致力于探索研究各种暴胀模型,并将这些模型的预言与实验观测进行比较。
通过查询高能物理数据库INSPIRE,大家就能发现“暴胀”是个高频词汇:迄令为止,标题或摘要中包含“暴胀”的论文超过14000篇,这些论文出自9000多名科学家之手。
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L的论述(暴胀宇宙学不能用科学方法来评估)忽略了这些研究。
除此以外,若干大型国际合作实验项目的结果清楚地表明,暴胀不仅可以被检验,而且在经受大量检验后依然存活了下来。
准确地说,暴胀并不是一个独一无二的理论,而是基于相似原则的一类模型。
当然,这些模型不可能全都正确,所以真正值得关心的问题是:是否存在至少一个这样的暴胀模型,它既能正确地描述宇宙的可观测特征,又能从基本粒子物理假定中自然地推理出来?这种情况与粒子物理标准模型的早期发展十分相似,当时科学家研究了各种各样的量子场论模型,只为寻找其中符合所有实验观测的那一个。
四、暴涨理论是如何诞生出多元宇宙的?
“昔者庄周梦为胡蝶,栩栩然胡蝶也,自喻适志与,不知周也。
不知周之梦为蝴蝶与,胡蝶之梦为周与?周与胡蝶,则必有分矣。
此之谓物化。
”——《庄子·齐物论》有关多元宇宙的哲学思想,最早出现在我们都很熟悉的一个故事:庄周梦蝶!庄周在梦中分不清那是蝴蝶的庄周,还是庄周的蝴蝶,正是说明了我们无法分辨真实和虚幻,而多元宇宙也是自量子力学和宇宙暴涨理论发展起来以后,有关现实性问题提出来的科学猜想。
今天我们就从科学的角度聊以下几个问题。
什么是多元宇宙理论?每个多元宇宙会有不同的自然规律吗?还是说其他宇宙仍然按照与我们相同的基本法则运作?每一个宇宙都来自于我们认为的大爆炸,还是它们都有自己独立的“大爆炸”和独立的空间扩张?以上的问题就先从我们自己所了解并能够观察到的宇宙说起。
宇宙和我们的宇宙(0级多元宇宙)上面图片中的每一个点都是一个星系,每一个星系都包含了数百万到数万亿颗恒星。
其中最大的星系是银河系质量的数千倍。
而上图中只显示了我们可观测宇宙中大约0.0002%的星系!上面这副照片相信大家都很熟悉,是哈勃太空望远镜对准了一个不起眼的黑暗天空(那里看起来空无一物,也没有任何显著的特征,更没有明亮的恒星,没有已知的星系,没有尘埃或中性气体云)持续曝光观察了23天,我们在遥远的宇宙中发现超过5000个星系。
哈勃观察的这一小块区域只占全天空的1/3200万,所以我们推断在宇宙中至少有几千亿个星系。
在最大的尺度上,我们宇宙的视野向各个方向延伸了约460亿光年。
除此之外,我们唯一受到的限制就是:宇宙的年龄是有限的,光速也是有限的。
但据我们所知宇宙的大小根本不止于此!而且我们在太空中的位置和所看到的一切并没有什么特别之处。
无论我们往哪里看,宇宙在结构、密度和所有性质上都是大致相同的。
我们甚至可以观察到宇宙大爆炸后残留的余热:微波背景辐射(CMB)。
这是宇宙从大爆炸发生后的38万年、从近460亿光年的位置向四面八方辐射的快照。
我们所看到的一切都表明,宇宙的密度和性质在任何地方都是近似相同,物理定律在宇宙的任何地方都是相同的,宇宙的空间也不是一个封闭的球面,就所谓的正曲率,宇宙不会重新塌缩。
我们所能看到的宇宙区域,也就是可观测宇宙只是整个宇宙的一小部分。
我们认为在宇宙存在的整个过程中,我们所能看到的恒星、星系和辐射,只是大爆炸中创造的一小部分。
虽然宇宙很庞大,但根据我们的观察发现,无论宇宙究竟有多大,它的每一个部分(包含不可见区域)都具有以下相同的性质:宇宙在任何时候、任何地点都遵循着同样的物理定律,每个区域都有独特的历史,并且与其他每个区域没有因果关系(这意味着不能交换信息)这一切都源于我们认同的大爆炸事件。
换句话说,即使在可观测的宇宙之外,也有很多相同的宇宙区域,或者我们应该称之为0级多元宇宙,并不是我们认为的多元宇宙!0级多元宇宙意思是说,宇宙就包含了我们的可见宇宙和不可见宇宙,就只有这么一个宇宙。
然而,我们认为有一个多元宇宙,不仅仅是我们的宇宙,这是因为我们掌握宇宙暴涨理论以后认为宇宙有独特的起源方式!宇宙暴涨下的多元宇宙自大爆炸以来宇宙一直在膨胀,空间的膨胀与宇宙中存在的物质和能量密度有直接的关系。
当宇宙更年轻、温度更高、密度更大、能量更高的时候,膨胀速度比今天的要快的多。
今天,宇宙的能量密度比以往任何时候都低,而且还在继续下降,逐渐接近一个很小的非零值。
这个很小的非零能量我们称为暗能量,是空间本身固有的能量。
虽然物质和辐射密度在不断膨胀的宇宙中一直被稀释,但暗能量的密度总保持不变。
因此,暗能量已经成为宇宙膨胀率最重要的因素。
在大爆炸之前,宇宙也经历了同样的膨胀,区别在于大爆炸之前的能量更大,膨胀速度更快!这就是所谓的宇宙暴涨时期。
宇宙暴涨时期,发生在大爆炸之前,开始于10^-36秒,暴涨结束后就诞生了我们常说的宇宙大爆炸的初始条件,炽热、稠密的夸克、胶子等离子体原始汤。
而暴涨的发生完全是有量子场决定的,量子的波动会导致在空间的各处发生着同样的暴涨。
暴涨会导致其所作用的时空呈指数级膨胀,指数级膨胀的速度非常快!而且暴涨是发生在不同的空间区域。
从而创造了很多没有联系的宇宙!由于量子场论的性质,无论暴涨是如何开始的,空间的大部分区域一旦暴涨开始,将永远保持指数膨胀。
但很明显,这并没有发生在我们的宇宙中。
暴涨在某种程度上停止了,并产生了我们今天生存的宇宙。
无论暴涨以何种机制在我们的空间结束,它也应该能够在任何其他的空间区域结束!即使暴涨区域的增长速度比膨胀的区域结束的要快,时空中就会出现大量的不连续区域,在这些区域中,膨胀已经结束(下面用X标记)而在其他区域暴涨继续发生。
当暴涨结束时,这些相互独立的时空区域都会产生大爆炸的初始条件,并且经历自己时空区域的大爆炸。
这就是我们所说的多元宇宙。
而这样的多元宇宙,在宇宙暴涨的背景下肯定会发生。
总结:关于多元宇宙,我们得出一些结论有一些宇宙,完全独立于我们的宇宙,它们有完全独立的大爆炸事件,与我们所知的宇宙形成的大爆炸事件相同。
我们的宇宙比可观测区域要大得多,这些区域都是在大爆炸中产生的,都具有相同的基本定律和常数。
由于宇宙暴涨的存在,所以应当还有其他宇宙,它们有着不同的大爆炸,但很可能有着相同的基本定律和常数,暴涨产生的其他宇宙与我们的宇宙没有因果关系,不会影响我们,也不会受到我们的影响。
它们都有自己独特的历史,在其他的宇宙中可能也存在智慧的观察者同样在寻找类似的答案。
这就是我们所认为的多元宇宙。
五、暴涨理论预言有很多其他的宇宙存在那么其他的宇宙会撞上我们的宇宙吗
这张图片向我们展示了一些我们早期宇宙的奇异面貌。
相对于灰线的左侧,在线的右侧大规模的展示出了巨大的温度波动。
我们能从这些类似于伤痕的现象看到一些早期的带来毁灭的另一个宇宙的影子吗?一些物理学家觉得这是正确的。
这只是太空望远镜拍下的我们能所触及的最遥远的宇宙的很多张照片的其中一一张。
它向我们展示了我们的宇宙形成之初不久的面貌。
来自西蒙斯基金会的-NatalieWolchover写道:如果我们的宇宙在井喷时增长的过程中撞上了另一个邻居,这一瞬间的碰撞将会留下一些痕迹。
同时,MatthewKleban觉得它已经在一些关于宇宙的黎明的,最详尽的快照中看到了这些痕迹。
三月份天文学家发布的卫星图像证明了关于之前图像的猜想:一半年轻的宇宙都比其他的看起来略微的粗糙一些。
通过一些其他的关于宇宙早期发展的线索,十几名宇宙学家试着通过颗粒状的阴影这个新的发现拼凑起一个宇宙起源的故事。
这其中就包括Kleban。
“当其他的宇宙之间相互碰撞时,将会有一种类似的冲击波传入我们的宇宙。
”一位来自纽约大学的物理学副教授。
如果像图片上显示的那样,这种冲击波将会成为支撑多元宇宙假说这个众所周知但是还未被证实的理论的证据,将说明我们的宇宙是存在于一个更大的真空环境中的在气泡中独立存在的无限个宇宙之一。
很多宇宙学家则马上站出来书他们可能仅仅是跟从了一个虚假的线索。
“这是一个高风险的猜想”,来自约翰霍普金斯大学物理学和天文学教授MarcKamionkowski说。
他曾提出来了一些新的关于宇宙大爆炸理论的模型来解释这两部分宇宙的对称性。
“我们都非常希望更加深入的了解我们的宇宙起源,但是大自然并没有留给我们足够多的提示。
”“这种不对称性可能是一个统计上的巧合”,Kamionkowski说,“它可能真的只是冰山一角。
”去年,科学家们表示他们发现了其它宇宙存在的首批“真凭实据”。
宇宙学家研究了利用普朗克宇宙飞船收集的数据制成的宇宙地图,它们总结称异常现象只可能是有其它宇宙的引力拖拽作用所引起的。
地图显示,现在宇宙里仍能监测到138亿年前宇宙大爆炸的辐射,也就是宇宙微波辐射。
科学家们预测这种辐射应该是均匀分布的,然而,地图显示在南半部分天空更高的浓度以及神秘的“冷斑点”的存在,这些都无法利用现有的物理学来解释。
北卡罗莱纳州大学教堂山分校的理论物理学家劳拉·梅尔西尼-霍顿(LauraMersini-Houghton)表示:“这些异常现象都是宇宙大爆炸时形成的其它宇宙对我们宇宙的拖拽作用造成的。
”多重宇宙理论的基础是这些原始引力波都指向了早期宇宙一种特别强大的膨胀类型。
“在大多数模型里,如果产生了暴涨,就会产生多重宇宙。
”美国斯坦福大学的物理学家安德烈·林德(AndreiLinde)这样说道。
六、暴涨理论和不确定性理论是什么?
暴涨理论指宇宙的形成是先爆炸后膨胀。
不确定性理论指宇宙的形成是不确定的。
这两种理论可以运用到生活和经济发展中。