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诺奖得主彭罗斯:世界在轮回不断循环,世界大爆炸不止一次?

2020年诺贝尔奖物理学奖揭晓,一半的荣誉给了在黑洞研讨中有卓越贡献的彭罗斯,虽然现已89岁高龄,可是彭罗斯依然没有中止科研,就在这两天,他又宣布了一篇论文《Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky★》,翻译过来便是《微波辐射中存在霍金点的显着依据》。那这篇文章能阐明什么呢?

什么是霍金点呢?彭罗斯从普朗克卫星的世界微波布景辐射途中,找到了大约30个点。彭罗斯以为这30个点是黑洞蒸腾之后留下的痕迹。因为黑洞蒸腾理论是由霍金提出来的,因此这也被称为霍金点。

在这篇论文在,彭罗斯表明黑洞会宣布被称为霍金辐射的辐射,正是这种辐射或许从一个世界传到另一个世界。因为这种辐射因为整个黑洞未来的共形紧缩而极大地会集,导致一个点在交叉处进入咱们当时的世界中。而彭罗斯发的这篇论文便是要证明霍金点确实存在,然后证明自己世界循环理论的正确性。

这些年以来,彭罗斯一向在开展共形循环世界学(CCC)理论,彭罗斯支撑世界在大爆炸前现已存在的说法,并以为他以为咱们的世界阅历了不断的大爆炸和紧缩循环。作为这种独特理论的依据,他指出在世界微波布景中古怪的同心圆。世界微波布景展现了一个从各个方向调查都简直相同的世界,一起平均温度差不多都为3开尔文。可是有一些点的温度与其他部分不同。这些动摇终究产生了组成星系及其他世界结构的物质团。

这些圆圈是前大爆炸活动的实在依据。他表明圆圈是由前大爆炸年代的超级黑洞磕碰产生的,磕碰还爆宣布了巨大的能量。迸发会在均匀球形引力波中向外辐射,当它们进入咱们的年代时会在世界微波布景上留下圆圈痕迹。

依据他们的研讨报告称,总共发现了12个同心圆辐射“印迹”,其中有五个环具有特别的含义,别离对应着世界演化历史上五次大规划的工作。呈现星系团邻近的奥秘“圆环”的改变起伏在布景辐射上看却显得十分低。简略来说,在彭罗斯的研讨中,咱们的世界将呈现一种全新的循环形式:由大爆炸和超大质量黑洞磕碰主导。

依据罗杰·彭罗斯介绍:“新的世界循环理论”意味着黑洞将消耗掉世界中的全部物质,并且产生彼此磕碰,终究导致又一次的世界大爆炸。

作为一个数学家,彭罗斯的世界理论是构建在他树立的数学模型之上的,CCC的数学根底是共形映射,也叫保角改换。“保角”一词反映了改换的几许含义,即坚持了两条润滑曲线之间的视点以及无量小结构的形状不变,但不坚持它们的规范。如下图所示的两个共形映射,坚持曲线间的夹角为直角,因此,图中所示的小矩形在改换后依然映射成矩形但每个矩形的规范改变了。

共形映射应用于循环世界模型

在彭罗斯的CCC理论中,他将世界“大爆炸+胀大”的双曲面时空结构,映射成形似柱面的形状。也便是说,在大爆炸的时刻点,本来密布缩小的空间被改换拉伸了;而对未来而言,改换能够将无限扩张的空间约束在有限的范围内。彭罗斯进一步想象,这种改换后看起来像“柱面”的时空结构能够一个一个地首尾相连,接成一长串滑润过渡的时空流形,并一向延续下去,然后答复了世界从哪里来到哪里去的问题。他在这个理论中,没有否定大爆炸是世界的初步。不过假定他的理论能建立,那将会推翻规范世界模型,整个科学家将会真的迎来一场大爆炸!

之所以彭罗斯会提出循环世界理论,是因为他以为世界从头到尾都在遵照热力学第二规律「熵增规律,不可逆热力进程中熵的微增量总是大于零。在天然进程中,一个孤立体系的总紊乱度不会减小。」。

第二规律应该从大爆炸一开端就产生效果,世界初始的平直性应该是“先天的”,大爆炸开端时,世界处于低熵状况,之后,熵增加,到世界的“永久”终态,熵到达极大值,趋向无量。黑洞蒸腾消失的进程从世界中移除熵,永久时,熵被清零,下一个大爆炸开端。

“假定咱们深信前大爆炸相的行为应该遵照第二规律,并且引力自由度开端彻底激活,那么必然会产生某种不同于直接反弹的工作,不管经典的仍是量子的。我自己处理这个难题的测验,是我提出CCC这个看起来多少有些奇特的观念的主要原因。”

总结来说,彭罗斯将大爆炸世界赋予了一个世代交替、永久循环的似稳态图景,在这幅稳恒态世界图画中,今日的世界与曩昔并无二致,并且未来也是如此。世界无始无生,历永久而存在。

这个理论遭到了许多科学家的质疑,所谓的霍金点,他们以为那是一种随机的效应。

近二十来年的地理观测材料为物理世界学供给了名贵的数据,以至于像彭罗斯这样的朴实理论物理学家也妄图从试验数据中寻觅他的CCC理论的依据,除了彭罗斯的世界循环理论,还有暴升世界理论、出现世界理论等等。

可是现在来说,原始的粗糙设想并非天衣无缝,比如说,运用共形映射衔接世界的初态和终态,但需求树立在世界的初态和终态都是共形不变的假定上。这要求那时的世界中不存在有停止质量的物质。彭罗斯对此有一些解说,但使人觉得比较勉强。

将无限映射到有限

这些物理的、数学的问题,需求一个一个地逐渐处理,才干无懈可击,还要有充沛的观测数据来支撑其理论。但即便咱们真找到了世界萌发的那一刻,咱们会发现,许多问题真的才刚刚开端。

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