宇宙会崩溃吗?科学家们给出了解释

宇宙会崩溃吗?科学家们给出了解释

宇宙永远存在吗?如果是这样,也许它是在一个永无止境的大爆炸循环中来回跳动,其中所有物质都从奇异性中冒出来,随后又是大嘎嘎作响,在这种情况下,所有事物再次被吞没,形成了宇宙的密密麻麻的点重生。并且循环不断地重复。

但是,这些理论的数学从未真正以一种可以告诉我们宇宙是循环的还是有始有终的方式得出。但是最近,一组理论家使用了所谓弦理论的力量来解决早期宇宙的一些基本难题。结果可以为我们提供从零开始构建宇宙所需的理论推动力,从而为重复的宇宙提供支持。

如果您想建立自己的私人宇宙理论模型,请成为我的客人。没有人会阻止您进行自己的宇宙学研究。但是,如果您想玩宇宙游戏,则必须遵循其规则。这意味着,无论您的宇宙模型包含什么,您都必须面对一些冷酷而困难的观察证据。

例如,我们知道我们生活在一个不断扩展的宇宙中,其中星系和恒星以越来越快的速度飞离我们。科学家可以说,通过使用不同类型的技术来计算距我们不同距离的星系的移动速度。我们还拥有婴儿宇宙的图片,当时它只有380,000年前(我确实的意思是“婴儿”,因为目前的宇宙已有138亿年的历史了)。

在那张婴儿照片中,我们看到了有趣的图案-微小的斑点和斑点,揭示了那个年轻宇宙中存在轻微的温度和压力差异。

我们可以用所谓的“大爆炸”宇宙学解释所有这些观察结果,以及另外一个叫做通货膨胀的想法,这是我们认为是在宇宙还不到一秒大的时候发生的过程。在这个过程中(它持续了最短的一秒钟),宇宙变得越来越大,吸收了量子差异并使它们变得更大。最终,这些差异逐渐扩大,因为密度稍高的斑块的重力稍强,从而使其更大。随着时间的流逝,这些差异变得足够大,足以在宇宙婴儿图片中留下痕迹(数十亿年后,诸如恒星和星系之类的东西,但这是一个独立的故事)。

厌倦了“ 大爆炸理论”并想要您自己的宇宙学版本?很好,但是您将不得不解释诸如宇宙膨胀和婴儿的宇宙图画中的斑点之类的事情。换句话说,与通货膨胀相比,您在解释宇宙方面必须做得更好。

这似乎很容易,但事实并非如此。宇宙早期的压力,密度和 温度差已经困扰了许多替代宇宙学,其中包括最受欢迎的“让我们变得比大爆炸还大”的想法之一,即(您准备好了)Ekpyrotic宇宙。ekpyrotic这个词来自希腊语,意为“燃烧”,它是一种古老的哲学,认为宇宙不断重复。

在Ekpyrotic场景中,宇宙……不断重复。在这种情况下,我们目前正处于“爆炸”阶段,最终将(以某种方式)放慢速度,停止,倒转并压低至令人难以置信的高温和高压。然后,宇宙将(以某种方式)反弹并在新的大爆炸阶段重新点燃。

问题是,很难在Ekpyrotic宇宙中复制婴儿的宇宙中的斑点和斑点。当我们尝试将一些模糊的物理学放在一起来解释“紧缩-弹跳-爆炸”循环时(我确实在这里强调“模糊”,因为这些过程涉及到能量和尺度,我们甚至都无法用已知的物理学来理解)。一切都变得太顺利了。没有颠簸。没有摆动。没有斑点。温度,压力或密度无差异。

这不仅意味着理论与早期宇宙的观察不符。这意味着这些宇宙学不会导致充满星系,恒星甚至人类的宇宙。

因此,这真是令人遗憾。

过去几年,Ekpyrotic理论的游戏名称是试图与通货膨胀相同的观察结果相匹配。为了克服这一障碍并使Ekpyrotic宇宙学至少在某种程度上受人尊敬,这是最新的尝试,一组研究人员只使用了S叶片。

对。S字。所以您听说过弦理论,对吗?那是基础物理学的宇宙,每个粒子实际上都是一个微小的振动弦。但是几年前,理论家意识到弦不一定是一维的。他们为多维字符串指定的名称?米糠

至于“ S”部分?弦论中的大多数皮瓣可以在空间和时间中自由地漫游,但是假设的S皮膜在非常特殊的条件下只能在一个瞬间存在。

在这种新的Ekpyrotic场景中,当宇宙处于其最小和最密集的配置中时,出现了S叶片,这引发了充满物质和辐射(大爆炸)以及温度和压力的微小变化的宇宙的重新膨胀。 (引起了宇宙婴儿图片中的著名斑点)。这是三位物理学家在7月份在线发表在预印本服务器arXiv上的新论文中提出的,这意味着该论文尚未经过同行评审。

这个想法正确吗?谁知道。弦理论近来处于薄弱的理论冰上,因为像大型强子对撞机这样的实验未能发现任何被称为超对称性的理论的暗示,而超对称性是弦理论的重要基础。S-branes的概念本身在String Theory社区中是一个有争议的想法,因为尚不确切知道是否允许在一个时刻内存在Branes。

还有一个事实是,不仅我们所知道的宇宙正在膨胀,而且它的膨胀正在加速,没有任何迹象表明它很快就会减慢(更不用说崩溃了)。弄清楚是什么使它刹车并倒档,这很棘手。

尽管如此,Ekpyrotic(及其他)思想还是值得探索的,因为宇宙的最早时刻为现代物理学提供了一些最令人困惑和最具挑战性的问题。

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