科学家用因果集理论探索宇宙起源，得出惊人结论……

点击：  作者：参考消息    来源：今日头条  发布时间:2021-11-17 09:12:48

 

 

美国趣味科学网站10月11日发表题为《如果宇宙没有起源会怎样？》的文章，文章称新的研究发现，宇宙可能并没有起源。全文摘编如下：

 

我们总是说，“最初……”但或许宇宙并没有最初，或许它一直存在。一种新的量子引力理论解释了这一学说。

 

英国利物浦大学物理学家布鲁诺·本托说：“人们会把现实中的许多东西与科幻甚至幻想联系在一起。”

 

本托在他的研究中使用了一种新的量子引力理论，即因果集理论。根据这一理论，时间和空间被分解为离散的时空块。在某种层面上，时空存在一个基本单位。

 

本托及其同事用因果集理论探索宇宙的起源。他们发现，宇宙可能并没有起源——它始终存在于无限的历史中，直到最近才演化为我们所说的大爆炸。

 

量子引力

 

量子引力或许是现代物理学面临的最难问题。我们有两套非常有效的宇宙理论：量子物理学和广义相对论。量子物理学从微观层面描述了自然界四种基本力中的三种（电磁力、弱力和强力），广义相对论则对引力进行了有史以来最详尽的描述。

 

尽管如此，广义相对论并不全面。广义相对论的数学方法在宇宙中至少两处特定的地方无法产生可靠的结果：黑洞中心和宇宙之初。这两个区域被称为“奇点”，我们目前掌握的物理学定律在此失效。这表明，广义相对论已经停滞不前。在这两个奇点中，极小尺度的引力也异常强大。

 

因此，要解开奇点的谜团，物理学家需要对强引力作出微观描述，即量子引力理论。这一领域有很多假说，包括弦理论和圈量子引力论。

 

还有一种理论完全颠覆了我们对时空的理解。

 

因果集理论

 

在目前所有的物理学理论中，空间和时间都是连续的，它们构成了作为一切现实基础的光滑结构。在这样一个连续的时空中，两个点可以在空间中尽可能地靠近彼此，两起事件相隔的时间也可以尽可能短。

 

但因果集理论认为，时空是一系列离散的块，即时空“原子”。这一理论严格限制了事件在时空中的间距，因为它不可能比“原子”还小。

 

例如，如果你正在电子屏幕上阅读这篇文章，一切看起来都是平滑而连续的。但如果你用放大镜看屏幕，可能会看到像素把空间分割开来，而屏幕上两个图像之间的距离不可能小于一个像素。

 

这一理论让本托感到兴奋。他说：“这个理论不仅试图深入根本——作为一种量子引力理论，它重新思考了时空的概念——而且还赋予了时间一种核心作用，并探讨了时间流逝的物理意义、过去的物理存在以及未来是否已经存在等问题。”

 

时间起源

 

因果集理论对于时间的性质有着重要意义。

 

本托说：“因果集理论认为，时间的流逝是真切存在的，而不是我们头脑中的某种幻觉。它本身就是这种物理理论的一种体现。因此，在因果集理论中，因果集会一次长出一个‘原子’，并且变得越来越大。”

 

因果集理论巧妙地消除了大爆炸奇点的问题，因为从理论上讲，奇点是不可能存在的。物质不可能压缩到无限小的点——不可能小于一个时空原子。

 

因此，如果大爆炸奇点不存在，那么宇宙的起源是什么样的？本托和英国帝国理工学院研究生斯塔夫·撒列探索了因果集理论下的宇宙起源。他们的研究论文发表在阿奇夫论文预印本网站上。

 

本托说，这篇论文研究了“因果集理论中是否必须存在起源”。

 

本托说：“依据原始的因果集理论，一个因果集从无到有，演变成我们今天所看到的宇宙。而在我们的研究中，不存在作为宇宙起源的大爆炸，因为因果集的过去无穷无尽，一切事物的前面总会存在原先的事物。”

 

他们的研究表明，宇宙可能没有起源，而是一直存在。我们所认为的大爆炸可能只是这个始终存在的因果集演变过程中的一个特殊时刻，而并不是真正的起源。

 

然而，还有许多问题有待回答。目前尚不清楚这种没有起源的因果集理论是否与描述宇宙大爆炸时期复杂进化的物理理论相兼容。

 

本托说：“人们仍然可能会发问，这种（因果集理论）是否可以用‘合理’的方式加以解释，或者这种理论更广泛的意义是什么。但我们证明，确实有可能建立一个框架。所以至少从数学角度来说，这是可以做到的。”

 

换句话说，这也是某种起源。

 

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