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综述
花谢花开,生命受限于自然周期,适应生态环境的庞大群落有兴衰罔替,一个生息万物的星球尤有竟时,那么创生出万物法则的背景性框架(宇宙)也会迎来终焉吗?
一直反推下去,在这背后有没有一个巍然不动的根本性秩序,类似于我们这个世界的底层代码,将一切实存之物从纯粹的不可言说的“无”中延宕出来的背后操盘手,也即宇宙大爆炸的引线是谁点燃的?
走到这一步很多实证主义科学家便走向了神学的道路,当然我们不讨论上帝。否则意义只会成为一段真空地带,始终无法沉稳落地。人类谱满勇气赞歌的目的论也无从展开。
亦或是,这个背景性秩序向来不真的永恒,我们甚至可以主动改写它,主宰自身的命运。
应运而生的宇宙构想学说
随着大爆炸理论深入,伴随我们身处宇宙的终局催生了更多大胆的猜想,例如基于熵增理论的热寂学说:宇宙会从整密的有序性滑向无法组织起庞大系统运转的无序混沌。
宇宙的熵达到最大值时,宇宙中的其他有效能量已尽数转化为热能,所有物质温度达到热平衡。生命活动无法被支撑,宇宙的平均温度会渐近地趋于绝对零度,从而达到所谓大冻结。
此外,倘若质子真像标准模型预言的那样是不稳定的,重子物质最终也会全部消失,宇宙中只留下辐射和黑洞,而最终黑洞也会因霍金辐射而全部蒸发。
宇宙的熵会增加到极点,以至于再也不会有自发组织的能量形式产生,最终宇宙达到热寂状态
在另一种大挤压学说看来。暗能量终将统摄一切,宇宙以惊人速度收缩变小,万物将在这个过程中彻底湮灭。
难道我们的全部努力注定无法在某种定在的背景性秩序铭刻出痕迹吗,不必灰心,只要大胆设想,小心论证,这个世界也不乏诸多可能,
曾与耳熟能详的宇宙物理学大王史蒂芬·霍金一起合作研究,在著名的奇点定理的证明课题有所建树的罗杰·彭罗斯博士,也是2020年诺贝尔物理学奖的得主,为我们带来了更具敞开性的理论测算
一开始,彭罗斯博士是在研究自然界各种结构形态时发现,从原子到星系形式,都表现出某种重复而等比缩放的特点。 这启发他想到,宇宙本身是否也存在一个更高级别的"共形"结构模式。
于是他开始套用这个概念,研究现有的宇宙演化模型。 通过数学和概念分析,他逐步意识到,如果将时间看作一个循环尺度,我们就可以用一个比现有模型更包容的框架来解释宇宙事件。
为了验证这个理论,他花了几年时间研究黑洞理论、量子物理以及多宇宙论等各个领域的新进展。他发现这个"共形循环"模型不但没有冲突,还很好地跨域连接了各个层面上的科学发现。
在详细阐述了理论内涵后,这一学说获得了不少学者的重视。但也有人提出了质疑。随后彭罗斯开始运用自身的数学技巧,利用计算机进行更复杂的模型推演。
经过持续不断的论证推演,这一理论渐趋成熟。 迄今为止,它似乎是解释宇宙本质最全面而又最一致的理论。
共形循环宇宙论
彭罗斯认为时间本身是闭合的,宇宙会不断重复同样的轨迹,经历无限多个循环周期。每个循环周期以热死亡结束,全宇宙动能转变为潜能。进入下个周期又需要一个结束式的大爆炸。 而黑洞则会吸收并保存每个周期的全部资讯内容。
成为下个周期万物觉醒的“种子”。在这些基础之上,各个阶段宇宙的基本结构、规律都满足一种“共形”的等比缩放对称性。
奇特的是,在这种无限延展的背景性秩序中,时间与空间一样都是动态流易的,没有固定的开始和结束点。
这种无限性的敞开方式似乎指向“无”的彻底隐退,或者说虚无主义的去虚无化,这意味着每个循环都保留并延续上个循环的物理定律和演化轨迹,形成一个连贯的整体。
意义也同样是确证的,文明的航向不会戛然而止,一切都仿佛被一个大他者(上帝之类)铭刻在罪与罚的万年历之上。
总之彭罗斯倾向于宇宙不只有一个开始和结束,它将以时空为中介,区别于我们日常时间概念,在更高维度上发生无限循环。
值得关注的是近年来彭罗斯在探索星空组织举办的线上座谈会上受邀发表最新观点。彭罗斯在该学术会议上进一步具体阐述了他所提出的“共形循环宇宙论”。
再次强调:宇宙在时间和空间上都具有循环结构。它不存在真正的“起源”,而是在一个自我包含的环回过程中不断重生和衰亡。每个循环单位代表一个整体连续的宇宙子体。
此外,我们不能排除黑洞在这个模型中的重要地位。它们可能代表着向前和向后的时间“窗口”,连接着不同循环周期。通过黑洞,过去的宇宙状态得以延续到将来,也为未来提供了延伸路径。
从最简单的逻辑出发,我们可以说宇宙在时间轴上是“永恒子” - 它们既存在于过去,也将存在于未来
论证推演
这个理论框架一经面世为何会引起人们的严肃探讨和联翩遐想,笔者认为当然离不开彭罗斯 利用广义相对论及建立相关的严格数学框架和代数模型。而且通过高性能计算机,能够测试理论给出的各种预测结果,例如黑洞形成与碰撞过程。
彭罗斯还能够系统的论述这个理论预言的物理量是否符合目前对CMB、宇宙膨胀等的观测结果。当然他也接受这个理论直面质疑和猜测。通过不断总结新发现,维持这个框架的开放性演进过程。
理论现实铺设前景
每一种全新构想都不可避免地带有局限性,到目前为止,我们仍然缺乏直接的观察数据。验证关键论点,例如周期之间的信息传递,仍待新的考证。应用层面的数学模型仍在完善中。需要更多的工作来模拟复杂的过程,如黑洞跨周期合并。
彭罗斯构建了一个完善自洽的循环理论框架,但归根结底没有从宏观物理观察层面描述这些定律的存在依据。
不过,循环理论仍然保持敞开包容,汲取新线索。可预见的未来,随着观测技术的迭进:
我们很有可能会在引力波或背景辐射等宇宙现象中找到新的证据。超级计算机可以更好地模拟跨越数万亿年的天体物理动力学。
循环学说的积极理论架设还可以激发对连接时空、热力学和信息科学的跨学科应用。比如识别印在CMB等遗物中的过去周期的特征,以便未来的仪器能够检测到。
虽然未来的挑战仍充满不确定性,但这一套激进学说仍为探索宇宙的本质开辟了新的途径。伴随理论和观测方面进一步发展,我们对宇宙起源、演化和文明发展最终目的论指向的质询,会得到截然不同的重塑和诠释吧
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