物理学家挑战时间开始的想法

作者:司徒尸炷

<p>物理学家在广义相对论和万有引力中发表论文,建议消除对宇宙时空奇点的需求,并认为目前的扩张阶段先于收缩(图片来源:NASA / CXC / M Weiss)“我相信大爆炸从未发生过,”JulianoCésar说道</p><p> Silva Neves,巴西圣保罗州坎皮纳斯大学数学,统计与科学计算研究所(IMECC-UNICAMP)的物理学家尽管五十年来,大爆炸理论一直是最着名和最被接受的解释</p><p>宇宙的进化,在科学家之间并不是一种共识,根据Neves的观点,Neves是敢于想象不同起源的一组研究人员的一部分</p><p>在最近发表在“广义相对论与万有引力”杂志上的一项研究中,Neves建议消除关键标准宇宙学模型的一个方面:需要一个称为大爆炸的时空奇点在提高这种可能性,Neve s挑战时间刚开始的想法并重新引入当前扩张之前收缩的可能性对于内维斯来说,快速的时空扩张阶段并不排除先前收缩阶段的可能性此外,从收缩到扩张的转变可能没有摧毁了前一阶段的所有痕迹“谁知道,从前一个收缩阶段开始的正在进行的扩张可能会留下黑洞,并且通过弹跳的瓶颈完好无损地通过,”Neves告诉AgênciaFAPESP它正是在黑洞中Neves找到了他调查他所谓的“弹跳宇宙”的起点,其中收缩之后是扩张“弹跳宇宙的灵感源于数学技巧,以避免在黑洞中形成奇点,”他说:“宇宙中有两种奇点,一种是所谓的宇宙奇点,或者是宇宙大爆炸其他隐藏在黑洞事件视界背后的地方“黑洞是最神秘的宇宙天体黑洞是由巨大的恒星爆炸后留下的内爆核心构成一个奇点,一个无限密度和最强引力的点已知存在的吸引力没有任何东西逃脱它,甚至没有光线奇点位于黑洞的中心,隐藏在事件视界后面,一个表明不可逆转的点的膜,没有任何东西可以逃脱被吞噬的不可阻挡的命运并且被奇点所摧毁“但并非所有的黑洞都必须包含奇点至少,理论上不是所谓的常规黑洞中没有奇点,”内维斯说,1968年,美国物理学家詹姆斯巴登用一个数学技巧来修改描述黑洞的广义相对论方程的解决方案伎俩包括认为黑洞的质量不是常数,就像previo一样我们一直都是这样,但作为一个函数,取决于到黑洞中心的距离随着这种变化,一个不同的黑洞,称为一个普通的黑洞,从解决方案中出现了方程式“黑洞的定义是什么“这是一个奇点,但却是一个事件视界,”内维斯说:“在一个普通黑洞的事件视界之外,没有重大变化,但在其中,变化是根深蒂固的</p><p>有一个不同的时空,避免形成一个奇点允许使用常规黑洞,因为它们不违反广义相对论这个概念并不是新的,并且在最近几十年中经常被重新审视“如果在广义相对论方程中插入数学技巧可以防止在常规黑洞中形成奇点,是否可以创建类似的技巧来消除常规弹跳中的奇点</p><p> “为了测量宇宙与标准宇宙学一起扩展的速度,使用大爆炸的模型,使用的数学函数仅取决于宇宙学时间,”Neves解释说这是数学技巧的来源</p><p> Neves和他的博士后主管Alberto Vazques Saa,IMECC-UNICAMP的正教授,介绍了一个“比例因子”,它使得宇宙扩张的速度不仅取决于时间,而且还取决于宇宙学尺度,成为广义相对论方程的解</p><p>描述宇宙的几何形状 这是最近发表的文章中提出的建议,该文章是主题项目“时空的物理和几何”的一部分,Saa作为首席研究员Neves的博士后研究由FAPESP收缩的奖学金支持收缩的后果是什么涉及比例因子的数学技巧</p><p>宇宙论奇点,或大爆炸,不再存在它不再是宇宙开始普遍扩张的必要条件“消除奇点或大爆炸将弹回的宇宙带回到宇宙学的理论阶段缺乏奇点时空的开始打开了前一个收缩阶段的痕迹可能经受住了相变的可能性,并且可能仍然与我们一起在宇宙的持续扩张中,“内维斯说”宇宙有一个开端,还是没有开始</p><p>世界是否在黑洞内结束</p><p>今天,我们知道广义相对论允许一个非奇异的宇宙论,没有大爆炸,至少在理论上“在现代科学中,如果无法验证理论是无价值的,无论多么美丽和鼓舞人心,它可能如何测试大爆炸的假设并非以奇点开头</p><p> “通过寻找收缩阶段的事件痕迹,可能一直处于持续的扩张阶段</p><p>候选人包括可能在反弹中幸存下来的前一阶段普遍收缩的黑洞遗留物,“内维斯说大爆炸大爆炸理论开始在20世纪20年代后期制定,当时美国天文学家埃德温哈勃发现几乎所有的星系都是以更快的速度远离彼此这意味着它们在遥远的过去更加接近在一起更确切地说,在1380亿年前宇宙中的所有物质和能量被压缩成具有无限密度和温度的初始状态,其中传统的物理定律不再适用为了定义这种状态,宇宙学家矛盾地从数学中借用了奇点的概念,其中它指的是不确定性</p><p>在这种情况下,有一个原始的宇宙学奇点开始扩展到1380亿年前</p><p>最初的奇点被称为大爆炸宇宙中数以亿计的星系是由物质和能量物质形成的在这个初始爆炸的引导下,爱因斯坦的广义相对论理论用于解释宇宙现象,从20世纪40年代开始,科学家们构建了一个详细的宇宙演化模型,自大爆炸以来,该模型基于以下假设:扩张可能最终会因宇宙质量引起的引力减速而减速</p><p>这种假设可能导致三种可能的结果:宇宙将以更高的速度无限扩张;扩张将停止,此后宇宙将保持静止;或者扩张会逆转,让位于星系以更高的速度靠近在一起的收缩,直到它们在未来的大坍塌中融合在一起如果是这样的话,当物质和能量达到极端温度和密度时在Big Crunch中,这个过程可能会再次发生逆转,让位于另一次反弹的扩张并在宇宙中产生一个新的循环,依此类推“无处不在”这个具有交替膨胀和收缩阶段的宇宙永恒继承的图像是被称为周期性的宇宙,它源于弹跳宇宙学,“Neves说出版:JCS Neves,”弹性宇宙学受到常规黑洞的启发,“广义相对论和万有引力,2017; doi:101007 / s10714-017-2288-6资料来源:....