事关宇宙起源

来源: 思想的远行 2024-01-14 16:26:04 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (58418 bytes)

(译文。原著者:Laura Mersini-Houghton)

第四章 宇宙起源的模型

物理学家最高兴的时候,是他们发现了新问题,其次是找到了新的解决方案。(有时,当他们听到有人说自己比同事更聪明时也挺高兴)。新问题意味着可能有新发现,也意味着不会感到无聊了。而量子世界的魅力就在于,它从未停止为老事情提出新问题和新洞见,这包括宇宙膨胀的丰富故事。

 

2000年从威斯康星大学密尔沃基分校获得博士学位后,我决定将大部分时间投入宇宙学研究。凭直觉,我知道这一领域即将进入黄金时代。技术让我们能够更深入地探索外层空间和微观空间,而宇宙学标准模型,这个描述宇宙演化的主流理论模型,比以往任何时候都蕴含着更多的奥秘,新一代科学家将有机会解开这些奥秘。

 

在我开始新选择的科学生涯时,有一个谜团特别吸引我的兴趣。

 

在宇宙学的标准模型中,大爆炸结束后的几分之一秒,宇宙大约只有一个蓝莓那么大。它已经脱离了最初的暴胀阶段,是一个经典天体了(其内部的物质仍是量子的)。虽然其增长不再加速,但仍在继续膨胀。

 

首先,当最原始的那片空间像气球一样被吹大而向各个方向扩展,并覆盖了这个婴儿一样的整个宇宙时,里面的万物也都跟着被拉伸。

 

“拉伸”是什么意思呢?需要说明:我们虽然假定粒子被拉伸的尺度与宇宙相同,这并不意味着一个电子突然变得和当时整个宇宙一样可比。相反,被拉长的是粒子的波长。这些粒子本身仍然是亚原子,受量子理论支配,因此保留了波粒二象性。总结一下,随着宇宙的膨胀,这些光子和粒子的波长会被拉长,而不是粒子本身。

 

这一现象能说明另一个问题:初始宇宙的冷却。当这些波粒的波长扩大时,它们的能量以相同的比例关系减少【能量与频率成正比】,这导致整个宇宙在膨胀时会均匀地冷却下来。

 

也就是说,暴胀结束后,宇宙的温度会继续下降,因为宇宙还在继续膨胀。但是,膨胀粒子的能量必须流向某个地方—它们确实流向了某个地方。膨胀粒子衰变成其他物质和光粒子,并将其能量全部转移给了它们,这个过程被称为再加热。不过,这是个错误的名称。事实上,宇宙并没有重新加热;相反,它充满了辐射,就像乔治-伽莫夫在他的热大爆炸模型中预言的那样。再加热这个错误的名称,来自于我们对宇宙在暴胀和伽莫夫的热大爆炸之后类似性质做解释的时候。

 

宇宙膨胀时的持续冷却为基本粒子--质子、中子和电子--的稳定创造了条件。它们首次出现在宇宙大爆炸后的大约千万分之一秒。稍后,这些粒子结合成第一批氢原子(见图 7),宇宙于是被氢云覆盖。

 

宇宙诞生三分钟后,发生了一种被称为大爆炸核合成(BBN)的现象。大爆炸核合成产生了氦和其他比氢重的元素,使宇宙充满了这些元素,这种现象持续了大约四分钟。在这个阶段,虽然宇宙已经开始冷却(严格来说,它几乎是在开始膨胀的同时就开始冷却了),但它的温度仍然很高,以至于光子(即光)和物质粒子(如质子、中子和电子)都被沸腾并混合成等离子体状态,这使得宇宙不透明。

 

直到大约 38 万年后,宇宙的温度才下降到足以让光子完全脱离等离子体中的其他粒子;此后,它们就像背景天空中的辐射浴一样可见。随着这些光粒子与物质分离,宇宙变得透明。这种至今仍弥漫在宇宙可及之处的背景辐射被称为宇宙微波背景辐射,简称 CMB。(我稍后会再谈 CMB,因为它在我的探索过程中非常重要)。

 

宇宙膨胀结束后的几十亿年左右,结构(恒星、星系和星系团)开始形成,这是氢云残余物在引力作用下凝结的结果。天空中所有物质高度集中的区域在自身重量的作用下发生引力坍缩,并开始制造第一批恒星。下一个阶段是产生更重的元素。金属是在恒星的内核中通过聚变产生的—在极高的压力下,较轻的元素撞在一起,从而产生较重的元素。

 

恒星一旦形成,宇宙就会经历一个漫长的、也许不太有趣的时期,在这个时期里,没有什么大事发生;【译者:仿佛人类的中世纪。】宇宙继续膨胀,温度继续降低。(从第一时刻到现在,我们膨胀的宇宙在空间和时间上的重建历史如图 7 所示)。

 

但是,如果我们的宇宙纯粹是从宇宙膨胀的能量开始的,那么宇宙中的一切,从光子到构成恒星和星系的物质粒子,又是如何形成的呢?

 

宇宙膨胀也为这个问题提供了答案,而且是一个非常好的答案。爱因斯坦方程令人信服地证明,宇宙的整体增长来自宇宙内部的物质和能量,而量子理论则揭示了宇宙膨胀结束后,是什么在宇宙中播下了这些物质和能量的种子。这些结构的起源来自海森堡的不确定性原理。在量子力学中,能量的波动,包括宇宙膨胀的能量的波动,总是存在的。我们可以把量子波动看作是量子粒子轨迹上闪烁的不可预测的微小偏差,以及闪烁的能量变化。它们在数学上被海森堡不确定性原理所说明,因此,既然膨胀初始能量中的量子波动是不可避免的,那么当宇宙停止膨胀时,它就会突然发现自己充满了膨胀能量的量子波动波。膨胀能量的原始波动的整个频谱,有些有质量,有些没有质量,被称为密度扰动。这个频谱中较短的波,也就是那些“适合【fit,装得下的】”宇宙内部的波【不适合的呢?】,会随着宇宙的冷却而变成光子或粒子,具体取决于它们的质量*。

 

暴胀结束后,由光子和粒子组成的原始汤均匀地散布在宇宙中,形成一团一团(质量大)和空洞(质量小)的分布。质量过大的区域在自身重量的作用下坍缩,形成恒星和星系。你今晚看到的天空就是这些原始波动的结果,表现为光和恒星。因此,宇宙中物质和光的起源纯粹是量子性质的。

 

此外,爱因斯坦方程将这些波动的能量与它们所在的时空联系起来(记得吗?能量指示空间如何弯曲)。具体来说,膨胀波动所包含的能量会引发时空结构的微小震颤。而宇宙结构中的微小震颤反过来又会引起宇宙内部引力场的微弱涟漪或振动。这些涟漪被称为原始引力波。

 

我们可以建立不成功的宇宙之模型。不同的暴胀模型会产生不同数量的物质和光,导致不同的密度扰动。这些密度扰动确定了宇宙的物质-能量含量,决定了宇宙的成长。如果产生了大量物质,宇宙就不会在人类到来之前停留足够长的时间;在宇宙还很年轻的时候,它就会像黑洞一样迅速自我塌陷、坍缩。如果这种波动太少,宇宙就不会有足够的物质聚集在一起。过度密集的区域会太少,而且相距太远—结果就是宇宙将没有生命和结构。宇宙将继续膨胀,但相对空虚。

 

在我看来,对这个谜题的答案,也就是为什么我们的宇宙从可能性极小的正确类型的膨胀势能和一片平滑的空间开始的,在于弄清楚膨胀能量起源于哪里以及之前存在什么。

 

暴胀模型的能量细节直接决定了产生所需密度扰动的暴胀波动的强度,并最终决定了我们在宇宙中观测到的所有物质和辐射的强度。问题在于,宇宙暴胀范式下有一大堆模型。选择正确的势能,也就是从无数潜在的膨胀能量模型中挑选出一个,这个模型要包含所需的特征,能够再现我们在宇宙中观测到的结构。物理学家们希望有朝一日,他们能够基于基本物理定律的激励推导出这一独特的宇宙膨胀模型,而不是现在这样粗糙临时的方法。这个挑战让我很感兴趣。

 

当我看完一组流行的宇宙暴胀模型后,我明白了让该理论的反对者最不高兴的东西:如果暴胀模型必须经过精心构建才能给出正确的答案—即正确的扰动量才能解释我们的宇宙是如何以一种极其平衡的形式存在的--那么宇宙暴胀不就是一种很不自然的宇宙起源方式吗?从观测结果来看,我们的宇宙确实具有完美的密度扰动量(大约十万分之一),能够保持平坦,并持续足够长的时间,让恒星形成,并制造出更重的元素,最终产生人类生命。宇宙暴胀的反对者理所当然地担心,这样假设的势能和我们宇宙暴胀的初始微小区域似乎是精心设计的,或者说是经过微调的,使得它恰好能够产生这种数量的扰动。

 

这种特殊安排似乎是起源问题的关键所在。如果暴胀宇宙在其存在的初始时刻处于一种特殊的有序状态,那么它的熵必须接近于零,这意味着它发生的几率微乎其微。换句话说,宇宙膨胀要想开启并启动宇宙的诞生,确实需要非常特殊的初始条件。要想拥有所有这些条件--一个平坦的宇宙,其结构数量均匀一致地散布在我们的天空中--只需一个膨胀粒子的代价,婴儿时期的宇宙必须处于一种非常不寻常的特殊秩序状态。

 

这就是物理学家面临的困境:宇宙暴胀提供了整个宇宙起源的故事,让人无法抗拒。但是,它却以一个假设为代价:在高能量下,宇宙在一片极度平滑的微小空间上精巧地开始了。这是一个巨大的假设,因为我们所知道的关于宇宙运行的其他一切都告诉我们,我们的宇宙是以这样的方式开始的,即在一个量身定做的具有特殊秩序且熵值几乎为零的初始状态下开始的,这种几率小得可怕!

 

彭罗斯在 20 世纪 70 年代指出了这一令人尴尬的事实,也因此产生了一些更令人尴尬的影响,引起了轰动。既然以这种状态开始一个宇宙比任何其他可能性都更不可能,那么即使是被认为是不可能的事情,也会比我们的宇宙有更大的机会存在。

 

请看这个奇怪的例子,它戏剧性地说明了我们存在的不可能性:在空旷的太空中自发形成一个大脑的几率(从统计学角度看)比通过宇宙膨胀创造我们的宇宙还要大得多!我没开玩笑。这一令人信服的不可能性描述被称为 "波兹曼大脑悖论"(Boltzmann brain paradox),以纪念这位在头脑中提出熵方程及其与概率关系的人。宇宙学的标准模型似乎确实得出了这样的结论:漂浮的大脑和其他各种你从未想过可能发生的科幻事件不仅存在,而且数量之多超过了我们所能想象,压得我们喘不过气来。尽管漂浮大脑的想法听起来很荒谬,但你无法从任何物理学家那里得到一个直接的答案,来解释为什么这些大脑不存在。诚然,这是一个离奇可笑的例子,但它提供了一个戏剧性的指标,说明宇宙膨胀的可能性极小。

 

对一些科学家来说,这些理由足以让他们抛弃宇宙暴胀,代之以一种新的宇宙学模型。尽管我愿意接受劝说,但我仍然相信宇宙暴胀是正确的,只是并不完整。

 

此外,当我花了数年时间翻阅宇宙演化研究的每一页时,我开始相信,抛弃宇宙暴胀并不是解决宇宙起源问题的明智办法。宇宙暴胀在迄今为止对宇宙进行的所有观测中都表现出色。

 

与此同时,在我们对宇宙的理解中,新发现的问题裂缝和悖论所带来的压力也越来越大。除了宇宙起源之谜,宇宙还向我们抛出了另一个 "曲线球"。1998 年,当我还在华盛顿大学读研究生的时候,杰出的天体物理学家索尔-珀尔马特(Saul Perlmutter)、亚当-里斯(Adam Riess)和布赖恩-施密特(Brian Schmidt)宣布了一个惊人的消息:宇宙在膨胀!-又来了。

 

图 7. 整个宇宙学标准模型就包含在这张图中。时间在横轴上,从大爆炸膨胀的第一时刻到现在。空间在纵轴上运行。请注意,宇宙在时间上是不断增长的,而在空间上是平坦的,这一点可以通过对宇宙在每个时间点上的切片看出。(劳伦斯伯克利国家实验室粒子数据小组)

 

让宇宙再次膨胀的能量有个神秘而不祥的名字:暗能量。即使对最优秀的科学头脑来说,暗能量也是一个真正的谜,它一直是我研究生期间最感兴趣的。事实上,可以说,我对宇宙起源的浓厚兴趣是通过思考它将如何终结而巩固的。在意大利比萨高等师范学院(Scuola Normale Superiore di Pisa)的两年博士后研究期间,这是我唯一专注的领域。比萨高等师范学院是我工作过的最鼓舞人心的机构之一,它丰富的历史为思考宇宙的命运提供了完美的环境。伽利略和最近的伟大核物理学家恩里科-费米都曾在这所大学神圣的殿堂里走过。费米以前的办公室离我的办公室只有两扇门;而且,从我的窗户可以看到比萨斜塔。

 

暗能量的行为就像乙醚;它的能量神秘地从真空中扩散出来,却渗透到宇宙的每个小点,弥漫在时空结构中。与引发宇宙暴胀的能量类似,暗能量有两个不同寻常的特性:单位体积内的暗能量数量,即其能量密度,(几乎)是一个常数,而且其压力是负的。能量密度和压力这两个组成部分决定我们的宇宙在未来会发生什么。宇宙中所含的暗能量总量控制着宇宙膨胀的速度,而暗能量的压力则控制着宇宙膨胀的加速度,即宇宙膨胀的增减速度。

 

暗能量总量的增长与宇宙的膨胀有直接关系,因此随着宇宙的膨胀,其他所有能量源都会稀释并最终耗尽,暗能量则成为仅存的能量。因此,暗能量成为宇宙命运的最终仲裁者。暗能量的密度很小,大约只有千分之一电子伏特。不过,虽然这个数字听起来很小,但不要被此蒙骗:暗能量主宰着我们现在宇宙的能量。

 

可见物质,即物理学家所说的重子物质或重子,是构成我们的物质;它包括每一个质子和中子、我们身体里和每一个生物体内的所有原子,包括恒星和行星、星系和星系团以及宇宙尘埃。总之,它就是我们在周围世界中看到的所有物质—它只占宇宙总能量密度的不到 5%。暗物质--一种不发光的物质,因此肉眼看不见,约占宇宙能量的 20%。其余的暗能量则占到了惊人的 75%。

 

奇怪的是,我们的宇宙在开始时拥有完美的暗能量—只有一点点—这使得宇宙能够存在足够长的时间,让所有的结构和生命得以产生。令人困惑的问题是:为什么这个数字不是零,或者说,正好与大爆炸能量相同?

 

暗能量的发现带来了另外两个令人生畏的谜团。

 

首先,如果我们的宇宙含有哪怕多一点点这种深不可测的能量,它就会在物质聚集在一起形成恒星之前,过早过快地膨胀起来。在数十亿年前的加速膨胀过程中,宇宙会被撕裂得支离破碎,毫无特征可言。我们怎么会如此幸运?

 

其次,就像时间之初引发宇宙膨胀的能量的神秘来源一样,暗能量的来源也是未知的。我在比萨时,我的西班牙籍同事和朋友马-巴斯特罗-吉尔(Mar Bastero-Gil)和我提出了暗能量的可能来源,认为暗能量以一种特殊的方式储存在可能是空的时空或真空的量子波动中。

 

没有这些暗能量问题的答案,我们就无法明确解决宇宙未来将如何运行这个更大的问题。有很多这样的问题,充满了海森堡式的不确定性—也许这样也好,因为选择并不乐观。

 

暗能量的未来会怎样?根据我们对它的了解,暗能量会给宇宙带来多种灾难性的结局,其震撼程度甚至超过了最具创造力的科幻小说家的想象。不久(别担心,物理学家所说的 "不久 “是指以数十亿年为单位的宇宙学时间尺度),当暗能量几乎成为宇宙中仅存的能量时,星系之间可能会迅速分离,以至于彼此失去联系。包括我们银河系在内的每个地方星系都将成为自己的宇宙,与其他区域断开联系,并被超光速才能达到的距离分隔开来。

 

宇宙学家假设,宇宙最终的死亡至少有三种方式。如果我们的宇宙永远处于加速膨胀的状态,恒星和星系之间的距离将变得如此之大,以至于我们的天空看起来空空如也,宇宙的温度将降到近乎绝对零度。生命将无法产生或维持;星光将无法照到我们;天空将变得冰冷、空洞和黑暗。所有物种都将窒息,所有时钟都将冻结。我们的宇宙时钟在时间终结前的最后嘀嗒声,将成为宇宙最后的心跳。

 

第二种可能是,暗能量实际上并不是真空能,而是一种膨胀形式的粒子,它暂时移动得很慢,很像纯粹的真空能。但在未来,这种粒子可能会改变它的速度和能量。如果它的速度加快,最终可能会逆转宇宙的膨胀,导致宇宙收缩、变热,然后在熊熊烈火中坍塌。

 

最后,暗能量可能会变成人们所说的幽灵能量,即变得狂野而无法控制的能量。在这种情况下,星系、恒星、原子以及最终的宇宙结构都会被撕裂。更糟糕的是,这一过程会被加速,宇宙将在相对较短的时间内被撕碎,也许只有 100 亿年到 300 亿年。

 

当然,宇宙的命运仍有待书写。但我们确实知道,我们的结局与我们的开端密不可分,因为是膨胀能量和黑暗能量共同推动我们的宇宙加速膨胀。从宇宙诞生的第一刻到最后一刻,这两种能量都在控制着宇宙的成长。而且从一开始,两者就必须校准得恰到好处,以确保我们的宇宙能够存活下来。否则,物质不可能聚集成团,恒星不可能形成,我们也不会在这里,而宇宙的结构早在几十亿年前就已经支离破碎了。

 

宇宙的起源和命运都依赖于同一个基本谜团,即引发第一轮暴胀并创造了宇宙的同一种能量在宇宙终结时也会产生最后一轮暴胀。在与宇宙暴胀相关的问题中加入暗能量,也对宇宙起源的故事提出了挑战,这对物理学家来说太重要了,不容忽视。

 

21世纪初,当科学家们面对这两个基本谜团,即宇宙的创造和最终命运的时候,宇宙学进入了一个黄金时代:一个需要解决大问题的时代。幸运的是,我也是在那个时候开始我的职业生涯,成为一名正式的在职科学家。和我的同事们一样,我迫不及待地开始忙碌起来。

 

物理学家非常擅长利用所谓的思想实验来扮演上帝。我们无法在实验室里重现宇宙大爆炸的暴胀,也无法穿越时空去探索宇宙大爆炸之前的世界。然而,我们的大脑就是我们的宇宙实验室;我们可以利用数学、自然法则和天体物理观测的严格限制,以思想实验的形式想象、审视和筛选所有可能的场景。因此,按照 "纸笔型 “理论物理学家的习惯,我首先提出了各种新的思想实验,并对现有的思想实验进行了分析。

 

在我关于宇宙诞生的第一个思想实验中,我依据的是彭罗斯定理,即宇宙目前的熵相当大,但在诞生之初几乎为零。我设想从一个充满熵的大宇宙开始,其中的所有结构都已经存在,就像我们现在的宇宙一样。这难道不比从一个发生爆炸的小宇宙开始,历尽千辛万苦真正形成恒星和星系(以及我们)的结构更有可能发生吗?

 

然后我调整了一下这个模型。如果我再变出一个非特殊的宇宙,一个开始很大,但没有膨胀,而是不断缩小,直到压缩到一个点的宇宙呢?在这个新宇宙中,我会天真地颠倒时间的方向(我们的热力学第二定律),用过去交换未来,将宇宙现在的高熵状态与138亿年前的低熵状态对调。

 

这些技巧能解决起源问题吗?从高熵状态开始的宇宙是否比我们居住的真实宇宙更有可能发生?不幸的是,不是—没那么容易!这个一开始就充满熵的新宇宙和我们这个一开始就没有熵的小宇宙一样不可能发生。原因很简单:根据热力学第二定律,宇宙的熵相对于它开始的位置会不断增加。正如我们在第一章中所讨论的,玻尔兹曼告诉我们,宇宙的熵是衡量其自发产生的概率的一个标准;因此,只要宇宙在产生时相对于现在的熵较低,那么相应地,它存在的概率也较低。

 

好吧,我想,新宇宙模型并不能解决我们起源不可能的问题。那么另一种可能性呢?宇宙在永恒的循环中反反复复,从大到小,再从小到大?这应该可以避开热力学第二定律,因为我们已经完全不知道什么是宇宙的起点,什么是终点。当宇宙反弹并重复反弹时,所有的循环都是一样的。这样的宇宙应该能让我们自由选择高熵的初始状态和低熵的终结状态。我们可以选择宇宙在一个周期结束时刚刚坍缩的那一刻作为宇宙的起点,也可以选择宇宙在下一个周期中刚刚反弹并重新变小变大的那一刻作为宇宙的起点,还可以选择宇宙在周期中途的那一刻作为宇宙的起点。

 

这样的模型确实存在。但就像前一个模型一样,由于热力学第二定律的存在,它们也会不幸失败。我们所模拟的任何宇宙的熵都不可能随着时间的推移而减少,永远不可能。也就是说,宇宙不可能自发地从无序状态重组为有序状态。我在脑海中进行这样的思想实验后得出的结论是,我们是如何开始的或者我们拥有一个什么样的宇宙并不重要;我们总是会得出这个宇宙的起源很特别的结论。我们的宇宙一开始处于低熵状态,因此存在的概率很低,但这并不是独一无二的。热力学第二定律让任何宇宙都显得特殊。

 

虽然这种思维方式让我离解决方案越来越远,但我意识到,建立在这种推理基础上的模型太天真了。宇宙中不存在绝对的熵值,熵值的高低只是相对于其他熵值而言。所有这些模型都失败了,因为我把热力学第二定律应用于单一宇宙。无论我从哪个新宇宙开始,它的熵在未来都会相对于它开始时的熵增加。

 

无论我们如何称呼宇宙生命的第一时刻,宇宙都会在其开始的瞬间增加熵,并在未来继续增加。随着熵的增加,无序和 "缺失 “信息的数量也会随着时间的推移而增加(回顾一下,根据玻尔兹曼的观点,熵仅仅是任何给定的微观状态集合中所包含的系统微观状态的缺失信息)。这意味着,弹跳宇宙中没有两个循环是完全相同的;每个循环都有自己的个性。建立一个经历相同循环的宇宙是不可能的,因为它在每个循环中都会不断增加熵。宇宙不可能在一次循环中恢复在前一次循环中丢失的所有信息;丢失的信息以熵增加的形式永远丢失了。从过去到未来,熵的增加是不可逆的。因此,这个宇宙的循环不可能是完全相同或可逆的;它们无法回避热力学第二定律或不可逆的时间之箭(从过去到未来的时间方向)。

 

在这些思想实验的帮助下,我的调查达到了一个转折点。

 

我的结论是,一般来说,无论人们在思想实验中想出什么办法,任何单一宇宙的起源都是不可能的。不管宇宙是如何开始的,又是如何演化的,不管它是成长、缩小、反弹,还是在最终状态下被撕裂,它总是会朝着无序的方向演化;它的未来总是会比它的过去更加无序,因为它的熵一定会增加。这就是为什么 "熵总是增加 “的热力学第二定律在所有自然法则中占据至高无上的地位。这些思想实验让我意识到,我们不可能存在的谜团是以任何方式启动任何宇宙的普遍问题。这没有任何意义。

 

这种推理让我相信,解构和重建宇宙无助于揭示宇宙的起源。无论我在脑海中创造出什么样的宇宙,它们都会因为一个不可能的起源而受到影响。这些建构是注定要失败的。但至少它们帮我缩小了可能性的范围,找出了不可行的地方。

 

这些思想实验的共同点是,它们都是基于对单一宇宙中的熵进行比较。这让我想到,只有一个宇宙的假设是这些思想实验在热力学第二定律方面遇到麻烦的原因,因此总是无法解释宇宙的起源。单一宇宙假设难辞其咎。我不禁要问,为什么物理学家还在坚持这一假设呢?

 

对于大多数二十世纪的物理学家来说,很难高估奇异宇宙的吸引力。科学之美在于它的简单性,这种简单性体现在其方程式的逻辑结构中。与此同时,科学的价值在于它的预测能力,在于它能够肯定地指出一个物体—这里指的是整个宇宙--将会发生什么。由单一统一理论描述单一宇宙的想法既简单又具有可预测性。它满足了这两种基本的科学渴求。

 

偏向于一个单一的宇宙,由一套单一的法则来统治它,这是一个古老的想法,可以追溯到柏拉图。最近,爱因斯坦晚年一直在寻找一种单一的万物理论,以揭示从起源到最终命运都涵盖整个宇宙的单一法则手册。

 

当我慢慢研究宇宙起源问题时,我发现物理学界流传的大多数著名观点与追溯到古代的早期观点并无本质区别。而之前的尝试都未能解决问题。在深入研究之前,我认为了解其他研究人员的观点非常重要。具体来说,是什么原因让这些科学家不断回到万物理论包裹下的单一宇宙这一相同的框架,或者说,是什么原因让他们对这个问题避而不谈?我怀疑其中一个原因就是我所说的单一宇宙学派的悠久历史。

 

尽管我仍然不清楚什么方法可能奏效,但我意识到这个谜团需要一种不同的方法。如果小概率存在是所有宇宙的通病,那么在我们对这个问题的理解中,一定缺少了一些非常基本的东西。那会是什么呢?

 

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第一段里有这么一句话,比较难懂,我把它移到最后。

但是,如果没有什么能超过光速,那么这些粒子的波长又是如何在膨胀的宇宙中不断增长的距离上赶上并相互交流的呢?英文是:But if nothing can exceed the speed of light, how do the wavelengths of these particles catch up and communicate with each other over the growing distances across the expanding universe?】

 




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