2021-09-26

如梦似幻的泡沫宇宙|宇宙|物理

  文章来源于新发现杂志

  它们隐藏在宇宙深处,它们将撼动我们对于宇宙的认识……我们的世界也许在诞生之初就与一些平行世界有过亲密接触,并留下了至今仍可观察到的痕迹。一场目眩神迷的探寻之旅即将展开。

  我们所认知的世界的最终边界在哪里?

  太阳系冰冷的外围恐怕远远算不上,它肯定在整个银河系之外,在所有星系之外……或许这个最终边界也只不过把我们的世界和另一个世界分开……

  你被绕晕了?然而,宇宙学家对这个理论却十分重视。

  这些研究宇宙结构的科学家不再认为我们所认知的世界——这个在大爆炸的能量推动下无限膨胀的世界——就是宇宙的全部。相反,他们提出,很可能还存在着许多这样的世界——所谓的"泡沫宇宙",而全部"泡沫宇宙"则构成了宇宙的整体。


  什么,夸夸其谈查无实证?你落伍了,宇宙学家认为很快就有希望看见这些外面的世界!这可能吗?我们并不知道世界的边界在哪里,又如何能看到"边界之外"呢?没错,办法真的存在。

  只是在开始这场前往其他世界的探险之前,我们得先熟悉一下理论。你将会看到,这个熟悉过程本身就充满刺激……

  起初,研究人员引入泡沫宇宙的概念是为了回答一个非常有趣的问题:"宇宙为何存在,为什么不是一片虚无呢?"这似乎更像一个哲学问题,而不是科学问题。然而对于物理学家来说,这个问题提的非常合理。

  因为他们的研究越深入,就越觉得奇怪:如果物理常量不是如今这些数据,那么一切组成这个"世界"的元素——恒星、行星,甚至我们自己就都不可能存在。

  这些常量你一定也知道一些,如光速(299792458 米/秒)、电子质量(9.109×10^-31千克),还有粒子物理的基础普朗克常数(6.62606957×10^-34 焦·秒)。改变任何一个数字试试,哪怕是小数点后非常远的一个数字——哗啦!一切的一切土崩瓦解。原子都无法再组构了,更别提我们自己,也别想什么恒星了……

  总之,仿佛这些物理常量就是专为我们这个世界存在而设似的。看来我们运气好,在宇宙彩票唯一一次开奖时,即137亿年前宇宙大爆炸之时,抽中了大奖!

  宇宙彩票的头奖获得者?

  显然,这个彩票理论不怎么令人信服。但万一有过不止一次"开奖"呢……泡沫宇宙理论就这样进入了科学家的视野。或许一些与我们的世界十分相像的世界不断地由时空泡沫——就像水沸腾时浮现的气泡——"孵化"而成……


  物理学家说的量子真空并非真的空空如也。其实量子真空中充满着微粒,只不过这些微粒处于能量最低的状态,从某种程度上说,是"休眠"的状态,我们看不见也摸不着,除非有一天能量波动将它们唤醒,使它们脱离量子真空。

  每出现一个气泡就代表着一次宇宙大爆炸。起初,"气泡"只是蕴含着一股庞大的能量,由其特有的一些物理常量所支配。

  如果这些物理常量无法导致形成一个和谐的物理系统,那么"气泡"就会在诞生10^-35秒后消失得无影无踪,回归物理学家所谓的"量子真空"状态。相反,如果这些常量正好合适,那么暴胀的程序就会启动。

  暴胀指的是空间的急剧扩张,天体物理学界对其确切机制仍有争议,但有一点可以确定,这种膨胀的幅度是人们闻所未闻的,打个比方,就相当于一枚一元硬币一转眼就扩大到银河的千万倍大小!

  追溯到世界诞生之初

  我们的世界很可能就是这样伴随着我们熟知的常量诞生的。而大爆炸以及与之相关的"零"时刻只跟它本身有关。

  没有必要再问大爆炸以前有什么,答案是:大爆炸以前有其他大爆炸,在其他地方。而就在你阅读这几行字的时候,或许半打世界已经通过大爆炸诞生了!


  只不过,谁知道呢,或许它们电子的质量是我们的3倍;一些理论物理学家认为,只有光速才有可能在不同世界中始终保持不变。

  因此,这些"可能"的世界也许与我们的世界大不相同。比如,我们可以想象这些世界里只有最基本的微粒,而这些微粒从未能形成原子。可以确定的是,这些世界过于"奇怪",以至于永远不可能进入我们的观察范围,这就更凸显出那些试图"看见"它们的宇宙学家功绩卓绝了。

  其实,他们所有的希望都基于一张特别的空间照片——就是在我们头顶上150万千米处,"普朗克"空间望远镜一直准备着的照片:这是人类迄今能够获取的这个世界最古老的影像,它带我们穿越回138亿年前!


  我们知道,光并不是瞬时到达的,而是以299792458米/秒的速度运动着。因此我们看到的世界从来都.............

原文转载:http://tech.shaoqun.com/a/605875.html

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