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科学家称有可能推断出大爆炸之前宇宙模样http://www.sina.com.cn 2007年07月03日 08:35 新浪科技
新浪科技讯 北京时间7月2日消息,据美国生活科学网报道,人们通常认为,宇宙大爆炸是世间万物的开始,包括时间,因此任何有关宇宙大爆炸之前或期间发生过什么的问题似乎都显得有些荒谬。然而,美国科学家最近却表示,宇宙大爆炸很可能只是宇宙当前时代的开端,这意味着宇宙还有一个神秘的过去,人们看到宇宙大爆炸前的时间在理论上或许可能的。 根据目前的科学理论,科学家们打破了过去关于宇宙大爆炸之前能量和时空弯曲是无限的说法,称有可能穿过宇宙大爆炸看见以前的时间。最新的一项研究发现,不管宇宙大爆炸之前的能量和时空弯曲水平有多高,它们终归是有限的。如今,科学家们似乎能找出线索,推断出宇宙在大爆炸之前的样子。为了探寻宇宙的历史,美国宾夕法尼亚州大学的理论物理学家马丁-波久华德将回圈量子重力应用到宇宙学,希望破解宇宙内在结构运行的神秘规律。波久华德称,如果在宇宙大爆炸后这些证据对宇宙仍有影响,那么就可以通过天文观测和计算机建模来进行观察。然而,波久华德意识到,一些有关宇宙历史的知识还是不可逆转地消失了。例如,就单纯现今宇宙的大小而言,科学家们还无法得知在宇宙大爆炸前宇宙的大小是如何变化的。 在7月1日出版的网络版《自然物理学》杂志上,波久华德表示,“令我们惊奇的是,在宇宙大爆炸前,宇宙某些属性非常脆弱,以至于我们目前还无法通过观测对其作出判定”,因此他称其为“宇宙的遗忘”。波久华德解释说,“宇宙的遗忘”指的是历史不再重演,因此,宇宙当前时代的属性与过去截然不同。他说:“就好像宇宙在拥有新属性后,遗忘了它之前的某些属性。由于宇宙存在一种固有的遗忘,因此宇宙不可能永久地重复完全相同的状态。绝大多数宇宙学家会认为,思考大爆炸以前的时间,就像打听北极以北的地方在哪里一样。然而,理论物理学的发展,尤其是弦论的出现,大大改变了宇宙学家的视角,大爆炸前的宇宙已成了宇宙学的研究前沿。” 在法国马赛理论物理研究中心的宇宙学家卡罗-卢弗利看来,波久华德探寻宇宙大爆炸之前的宇宙历史的研究是“非常了不起的”。曾经推断我们的宇宙形成前发生过无限的宇宙大爆炸的宇宙学家保罗-斯坦荷德也认为,波久华德的计算是具体的,但是仍然需要进一步改进和充实,以解释各种不同的物质和辐射是如何相互作用的。要回答这个问题,首先必须解释一下时间这个概念。在物理学上,我们用运动这个概念来定义时间。换句话来说,没有运动,也就没有了时间,假定一切是静止的,就无从谈时间。宇宙学的研究表明,时间也许在将来是无限的,但在过去却不是,它是有一个起点的。 如果你把宇宙历史一直往回倒退,所有的星系终会挤到一个无穷小的奇点上,这与它们掉进黑洞的意思差不多。每个星系或其前身都被压缩到零尺寸,而密度、温度和时空曲率等物理量则变成无穷大。奇点就是宇宙万物的起点,超过这一界限,我们的宇宙谱系树就无法再往前延伸了。这个无法避免的奇点,给宇宙学家带来了令人不安的严重问题。特别是,奇点与宇宙在大尺度上所展示的高度均匀性及各向同性似乎有矛盾。由于宇宙在大尺度上到处都相同,因此在相距遥远的区域之间,必以某种方式传递信息,以协调彼此的性质。然而,这与旧的宇宙学规范互相抵触。(刘妍)
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