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10大最古怪的宇宙学理论

时空是否可能只是一种带有旋转着旋涡的超流体物质?宇宙学是自然科学里最有创造性和最怪诞的领域之一。

时空是否可能只是一种带有旋转着旋涡的超流体物质?宇宙学是自然科学里最有创造性和最怪诞的领域之一。这篇文章将带来一些关于宇宙学最奇特的想法。

1.冲击膜
我们所处的宇宙是否可能只是漂浮在更高维数空间上,反复地撞击到邻近的宇宙的一层薄膜。根据弦理论中被称为“膜世界”的分支,空间有很多额外的维度,虽然引力可以到达所有的空间维度,我们却被限制在自己的只有三维的“膜”宇宙中。英国剑桥大学的尼尔·杜洛克和美国新泽西州普林斯顿大学的保罗·斯坦哈特,设想出当我们所处的宇宙与另一个宇宙猛烈地冲击时,大爆炸就这样逬发出来了。反复的冲击会时常产生一系列新的大爆炸——因此,如果这种循环式的宇宙模型理论是正确的话,宇宙就可能是永恒的。

2. 不断进化中的宇宙
加拿大滑铁卢周边研究所的李·斯莫林表示,当物质在黑洞中心被压缩到极度的密度时,就可能会迅速恢复活力而产生一个新的婴儿代宇宙。后代宇宙的物理规律可能会同其父代宇宙稍有不同,并有随机性——所以说宇宙可能是在不断进化的。造成许多黑洞的若干宇宙会有很多子女,最终在宇宙群体中占据着优势的地位。假如我们生活在某个典型的宇宙中,那么这个宇宙应该具有能够优化黑洞产生所需要的物理规律和物理常数,但至今我们还不得而知,我们的宇宙是否符合这个要求。

3. 超流体的时空
根据物理学家美国南卡罗来纳大学的帕维尔·马祖尔和加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔实验室的乔治·卓别林的看法,其中一种宇宙论中最奇怪的新理论之一是时空实际上是一种零摩擦的超流体的物质,其中散布着急速旋转的涡旋。如果宇宙正在转动着,这种超流体的时空就会把旋涡分散开来——播下像星系那样的结构种子。马祖尔认为我们所处的宇宙在可能诞生于一个塌缩的恒星,在那里,由星球组成的物质和超流体的空间的组合可能会产生大量暗能量,这种暗能量是加速宇宙膨胀、与万有引力相反的排斥力。

4. “金发女郎”式的宇宙
为何宇宙总是具有“恰到好处”地允许生命出现的属性呢? 如果改变一些物理常数,我们会最终没有恒星,或者没有物质,或者宇宙只存在极短的一瞬间。答案之一是人择原理:我们所看到的宇宙必然是友善的,否则我们就不可能在这里去观察它了。最近,这种想法似乎占据了某些优势,因为暴涨理论表明,自然界可能存在着无数个宇宙,弦理论暗示,这些宇宙可能几乎都有着范围无限的各种不同属性和物理规律。但是,许多科学家拒绝接受这个人择原理,认为它不科学,因为它没有作出任何可检验的预测。

5. 万有引力理论的延伸
暗物质可能并不真是 “实体”  的——它可能只是对万有引力古怪行为的误导性名称。被称作为修正的牛顿动力学的理论认为,引力理论并不像近代物理学理论所预计的那样会很快地消逝。更为强劲的引力理论能够担负起暗物质的作用,引力会抓住星系和星团使其不至于飞离而去。新的修正的牛顿动力学公式化表达可以不与相对论相矛盾,从而引起了人们对修正的牛顿动力学兴趣,尽管它可能还不符合宇宙微波背景的斑点模式。

6. 宇宙幽灵
现代宇宙学的三个未解之谜,“暴涨”、“暗能量”和“暗物质”,在这个理论中都归结到一个幽灵物质了。调整了爱因斯坦的广义相对论后,有一组物理学家在他们的新理论中突然发现一种奇怪的物质,就是“幽灵聚合物”。它可以产生在大爆炸中引起宇宙暴涨的排斥力,随后使宇宙产生更为平稳的加速度,这种加速度归因为暗能量。此外,如果这个古怪的物质聚集在一起,就可能形成暗物质。

7. 它是个小宇宙
宇宙微波背景中斑点模式有一个可疑的缺失,就是几乎没有什么大的斑点。一个可能的解释是,宇宙是微小的——它是如此微小,以致如果回到微波背景刚刚产生时,它不可能容下这么大的泡。如是,空间将只能以某种方式围绕着它自己。或许有一种最古怪的想法是,宇宙是漏斗状的,有着狭窄的一头和向外开展的一头,像是一个喇叭口。在这个模型中,向后折回的曲率也会把所有较小的微波点从圆形拉伸为小椭圆——这正是目前所观测到的。

8. 快速的光线
为什么宇宙相对的两面看上去都是一样的? 难解之谜是因为今天可以观测到的宇宙,其相对的边缘部分彼此是从未接触过的。即使回到大爆炸刚开始的瞬间,那时这些区域还紧密地联在一起,仍然无充分时间可使光线或其他别的东西从一处传送到另一处。同样,也没有充分的时间可以使温度和密度在整个宇宙中平均分布,然而,实际上它们在宇宙中却是平均分布的。可能有那么一个答案:认为从前光的速度要比现在快得多。但是,要作出这样的结论,可能意味着需对爱因斯坦的相对论作出大刀阔斧的修改。

9.惰中微子
暗物质可能是由所有想象当中最难以琢磨的中粒子——惰中微子所组成。这些惰中微子是有待证实的、质量较大于普通中子的表兄弟,它只能通过引力与其他物质产生相互作用,否则他们根本不可能查出。但是,它们或许刚好具有成为“热”的暗物质的那些性质。可能以每秒约为几公里的速度嗡嗡地跑来跑去,形成相当大的暗物质团块而被近代的天文观察所描绘。在早期的宇宙中,惰中微子还可能帮助恒星和黑洞的形成,给与我们星系周围的中子恒星加速以有力的推动。

10. 计算机模拟中的宇宙
也许我们的宇宙并不是真实的。哲学家尼克·博斯特伦曾经宣称,我们可能生活在计算机的模拟之中。假定以往的任何时候模拟意识已成为可能,那么,据推测,未来的文明会就会尝试,或许这种模拟已经进行过好多次。大多数已被感知的宇宙都可能是模拟的产物,所以我们身处其中的宇宙很可能也是。如是, 也许所有宇宙的奇异之处,诸如暗物质和暗能量等,都可能只用来保持为掩盖模拟的早期矛盾的一些补丁而已。

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