宇宙是如何起源的?古今中外的人們都十分關(guān)心這個(gè)問(wèn)題。美國(guó)天文學(xué)家伽莫夫最早提出了大爆炸理論,認(rèn)為宇宙是從密到稀、從熱到冷、不斷膨脹的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程就好像產(chǎn)生了一次大爆炸。大爆炸理論是現(xiàn)代宇宙學(xué)中最著名、影響也最大的一種理論。
然而,這種理論從誕生之初就不斷受到挑戰(zhàn)。雖然該理論不斷得到天文觀測(cè)的支持,比如譜線紅移、宇宙背景輻射等,但大爆炸宇宙論始終存在很多未解決的難題。
近日,宇宙大爆炸理論學(xué)派內(nèi)部產(chǎn)生了嚴(yán)重的裂痕。先是今年5月33名世界頂級(jí)宇宙學(xué)家聯(lián)名發(fā)表文章刊載在《科學(xué)美國(guó)人》上痛批宇宙大爆炸理論,并稱該理論壟斷了現(xiàn)有的研究資源。而艾倫古德、林德等曾經(jīng)的大爆炸理論大咖如今也公開(kāi)發(fā)表宣言和大爆炸理論決裂。
大爆炸理論存在的一個(gè)最大的問(wèn)題就是宇宙在大爆炸之前是怎樣存在的。對(duì)此,國(guó)際上最新興的是宇宙起源的彈性理論。由于我們是在宇宙內(nèi)部而不是宇宙外部進(jìn)行觀察,根據(jù)我們有限的經(jīng)驗(yàn),很容易認(rèn)為它是在已有的空間中發(fā)生的爆炸。但這是不對(duì)的。從大爆炸那一刻起,空間才一下子出現(xiàn),其密度與溫度趨于無(wú)窮大,在此之后,隨著空間的膨脹,宇宙不斷冷卻,變成今天的樣子。
預(yù)言了“大爆炸”的廣義相對(duì)論是物理學(xué)中的豐碑。但這個(gè)理論在引力方面并不完善,特別是在極端條件下,比如大爆炸。同時(shí)廣義相對(duì)論無(wú)法與量子力學(xué)“和平共處”,要解釋量子力學(xué)如何融入大爆炸模型,廣義相對(duì)論表示做不到。
對(duì)此,最簡(jiǎn)單的答案是“反彈”。我們可以想像大爆炸之前,宇宙也是存在的,只不過(guò)它一直在收縮。當(dāng)宇宙撞到一起時(shí),并沒(méi)有變成密度無(wú)限大的G點(diǎn),而是發(fā)生“反彈”,轉(zhuǎn)而進(jìn)入膨脹的狀態(tài),演化為我們現(xiàn)在所知的世界。反彈理論更符合我們已知的物理定律,所以并不排除宇宙在過(guò)去發(fā)生反彈的可能。
此外,人們還提出了弦氣宇宙學(xué)。弦組成的氣體束縛在時(shí)空流形上,拖累得宇宙只能緩慢膨脹,直到最終束縛解開(kāi)。還有火劫宇宙學(xué),認(rèn)為宇宙早期緩慢收縮,通過(guò)火劫,最終反彈成如今膨脹的宇宙。
宇宙浩瀚無(wú)邊,宇宙學(xué)也無(wú)比深?yuàn)W,各種理論都需要進(jìn)一步研究。如果早早鎖定某種理論未必是好事。
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