英国科学家称大爆炸并非宇宙起点

http://www.sina.com.cn 2008年02月21日 07:52  新浪科技

  新浪科技讯 北京时间2月21日报道,据《连线》杂志报道,根据现行的理论,科学家们普遍认为宇宙是在大约150亿年前诞生的,宇宙大爆炸是一切的起点,包括时间和空间。但英国著名的计算物理学家尼尔-图罗克近日对这一理论模型发起了挑战,认为大爆炸并非宇宙的原始起点,这一新观点在科学界引起了强烈的争议。

  尼克-图罗克任教于英国剑桥大学,他认为,大爆炸只是无垠宇宙的一个阶段,宇宙永远都在循环往复式地扩张和收缩。图罗克认为,不论是时间还是宇宙,都没有起点和终点。图罗克的主张引起了宏理论的怀疑者甚至天主教会的诸多讨伐。但是同时也博得了不少喝彩声,并引起人们的好奇。

  这是一个奇怪的想法,虽然图罗克本人并不认为这个想法比大爆炸理论来得奇怪:一个奇点,推翻了我们的物理法则,在那里,所有的方程式都无解;并且,所有我们平时用来解释我们所在宇宙及其内容的理论均不起作用。这些看上去让人很不舒服理论促使图罗克以“宏理论”的框架去解释大爆炸,这是一个很具争议并且尚未被证实的关于宇宙的理论。根据该理论,宇宙至少存在于十维,并且由被称为“宏”的一维元素组成。图罗克说:“第七个额外的维数是两个平行物体之间的间隙,被称为brane。就像两面平行的镜子之间的间隙。我们想,如果这两面镜子相撞会发生什么情况?它可能就是我们所谓的大爆炸。”

  以下是图罗克教授在接受《连线》杂志采访时的谈话:

  《连线》:简单地说,您的主张是什么?

  尼尔-图罗克:在我们所勾勒的景象里,在大爆炸之前,就已经有了一个宇宙,而且非常像我们现在所处的宇宙:由低密度的物质和一些被称为“暗能”的物质组成。你不妨设想这样一个宇宙,宇宙里充满了暗能,但暗能实际上很不稳定,结果,暗能的衰退将两个brane拉到一起。这两个brane发生碰撞,然后充满了辐射,分崩离析地扩展开来,形成星系和恒星。然后暗能再一次占据统治地位。这是将两个brane拉近的那个能量。暗能它们拉回到一起。大爆炸接二连三地发生。时间没有起点。时间一直存在着。

  《连线》:但是仍然没有起点吗?

  图罗克:想象一下,在一间充满空气的屋子里,所有的这些分子都发生爆炸。在很长一段时间内,这些分子统一进行扩张--但是,在几亿年后,它们终将停在房间的某个角落里。如果你看着这个房间,并让钟表往前走,它们最终会让自己统一,但是这将会反转过来,你会看到它们飞进角落,然后又飞出来。如果这是正确的,这意味着时间在一段时间内会往前走。然后在一个阶段,时间会失去方向,然后时间后退,然后,时间又往前走。这是一个更大的景象:要理解它我们还远得很,但是我敢打赌,就是这么一回事。

  但我最主要的兴趣在于“奇点”。如果我们不能理解我们的出生地奇点,我们似乎就不可能理解粒子物理的法则。我就想搞懂最后一个奇点是怎么一回事,其他的奇点的问题留给未来的人们。

  《连线》:您如何检测这个理论?

  图罗克:如果宇宙是突然诞生的,并且以指数上升的加速度扩张,你就能从时空得到重力波。这些重力波会充满整个宇宙。在我们设想的模型里,两个brane之间的碰撞根本就不会产生重力波。所以,如果我们能测量这些重力波,那么我们就能看到哪个理论是正确的。

  史蒂芬-霍金跟我打赌说,我们会发现膨胀的证据信号。我说不会,任他赌多少钱都可以。目前为止他还没有明说要赌多少钱。他比我有钱,所以他占优势。

  《连线》:你说过大爆炸的标准解释在乡下犹太佬那里,但是你这个解释看上去也是换汤不换药。

  图罗克:基本上这是让方程式有效并且避免无解的唯一方法。我们的理论是在数学的允许范围之内的,而不是凭空乱吹。但是,我感觉要一窥早期宇宙舞台的空间的方法是激起我们的想象。我并不是必须要相信它们。最重要的是,研究这样的宇宙学问题的唯一智慧并且诚实的方法是:尽你所能建立一个精确的模型。我将这方法看成是一个大的智慧练习,一个激发我们思考的练习,使我们能更好地欣赏我们的宇宙。

  实验模型显示,大爆炸很可能是前一个宇宙的灭亡所触发的。与我们正在加速膨胀的宇宙不同,大爆炸开始之前,宇宙的“前世”处于收缩状态。计算表明它并不能收缩成一个没有体积的“奇点”,因为当温度和压力变得极大时,引力会变成斥力,阻止宇宙进一步收缩。根据计算,由于积蓄的引力能量非常大,宇宙收缩到一定程度后会发生“大反弹”,就像皮球重重地砸在地上之后会反弹起来。“大反弹”触发了当前宇宙的膨胀,在我们这个宇宙中还有可能找到其“前世”遗留下来的痕迹。这个模型意味着大爆炸不是时间的开始,宇宙可能有着无限的过去与未来。

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