大爆炸前:我们处于多元宇宙中的宇宙的起源

    来源: 神秘的地球

      梅尔西尼-霍顿:《大爆炸前:我们处于多元宇宙中的宇宙的起源》

      梅尔西尼-霍顿:《大爆炸前:我们处于多元宇宙中的宇宙的起源》(Giroscience/Science Photo Library)

      据:我们的宇宙是如何开始的?这是古往今来最深奥的问题之一,就算你认为这个问题不可能有答案也情有可原。但是,美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的宇宙学家劳拉·梅尔西尼-霍顿却声称她已经解开了这一谜题。梅尔西尼-霍顿的高见是,最初时刻的宇宙可以理解为一种量子波函数——即有关混沌中的各种可能性的数学描述。它们除催生出了我们自己的宇宙之外,还催生出了众多形式各异的宇宙。她还就其他宇宙会以何种方式给我们的宇宙留下印记作出了预言。这些假想一直引发争议,一些物理学家认为她的预言站不住脚。但梅尔西尼-霍顿声称,她的这些预言已经被对于宇宙大爆炸遗留辐射的观测所证实。

      据英国《新科学家》周刊网站10月31日报道,在下面的采访中,她向该周刊记者讲述了自己的假想——她也在自己的新书《大爆炸前:我们处于多元宇宙中的宇宙的起源》中描述了这些内容。

      记者:回到物理学上,你能解释为什么我们的宇宙完全不可能是自发形成的,以及这一认识是如何引导你考虑多元宇宙的?

      梅尔西尼-霍顿:这要从热力学第二定律说起。该定律指出,任何一个系统的熵——这个值大致意味着系统的混乱程度——总是随时间而增加。因此,我们宇宙存在的最初时刻的熵肯定是极其微小的。但是,找到一个自发形成的宇宙的概率与其熵值成正比。由于我们的宇宙起初的熵值非常小,这就使它只有极其微弱的存在机会。

      我们从天文观测和理论性假设中获悉,宇宙最初是充满能量的极小的平滑斑点,牛津大学数学家罗杰·彭罗斯认为这样的宇宙形成概率是1/10的10次方的123次方。因此像我们这样的宇宙自发形成的概率几乎为零。而这个数字激起了我的好奇心,因为我们身处在这里——我们可以观测我们周围的宇宙,这是我们的家园,我们确切知道它是存在的。

      记者:你所说的“最初的量子多元宇宙”是指什么?

      梅尔西尼-霍顿:我的意思是,在宇宙以时空形式出现的那一刻,你可以把宇宙想象为处在抽象能量空间中的一个波形函数。我是在21世纪的头几年开始考虑所有这些假设的,当时弦论曾是“万物理论”的主要候选学说——“万物理论”是一种把万有引力与其他三种量子作用力结合到一起,以解释宇宙的理论。

      弦论认为,自然界在最基本的级别上有11个维度,而粒子实际上是我们可以看到的少量微小的震荡弦回路。根据弦论,在“卷起”了额外的空间维度,使它们变得足够微小而无法被看到之后,你最终会看到全部可能的初始能量态——即潜在的大爆炸能量,这些能量可以产生出包罗万象的各种宇宙。

      记者:所以你作出了一个可以验证的预言:我们应该能够看到我们宇宙与其他宇宙之间的原始纠缠迹象。

      梅尔西尼-霍顿:我曾在2005年和2006年与理查德·霍尔曼和高桥东茂(音)作出过一系列预言,我们认为我们将能够看到这种早期纠缠的信号。我们现在的宇宙只不过是婴儿时期的宇宙按比例放大了的版本,其所有的“胎记”都被保留了下来。如果你把所有这些量子宇宙都考虑成微小的量子粒子,那么它们都是在相互影响的——在引力学上它们是相互吸引的,而这在我们的天空中留下了痕迹。

      预言之一是在宇宙微波背景中存在巨大的空白地带,即冷点。人们在空间观测站“威尔金森微波各向异性探测器”的观测结果中发现了这样一处空白地带(宽度约为9亿光年)。它也得到对宇宙微波背景进行观测的普朗克卫星的证实。我们是最早证明如何真正验证多元宇宙的存在的研究者——而且你不必前往宇宙的可观察范围以外的地方,你从天空中能看出这一点。(原标题:多元宇宙存在证据已被找到?)

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