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宇宙源于大爆炸的说法是否正确?(探索猫的回答,66赞)

并非物质扩散速度,而是时空生长的速度。或者说是纠缠时空生长的速度。这个速度目前比光速快!

1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末,对Ia超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

宇宙大爆炸假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的,宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。

但是宇宙大爆炸理论对宇宙形成早期的判断可能有误,于是又有人提出了宇宙暴胀理论。麻省理工学院阿伦·固斯提出了“暴涨宇宙模型”。他认为,早期的宇宙不是象现在这样以递增的速率膨胀,而是存在着一个快速膨胀的时期,宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿(1的后面跟30个0)倍。

暴涨模型还能解释为什么宇宙中存在着这么多物质。在量子理论里,粒子可以从“粒子——反粒子对”的形式从能量中创生出来。这些粒子和反粒子具有正能量,而这些粒子的质量产生的引力场具有负能量,宇宙的总能量为零,这保证了能量守恒不被破坏。在暴涨时期宇宙体积急剧加倍的过程中,可以制造粒子的总能量变得非常之大。

但这一理论至今没有被有力的证据证实,其最大的难题是宇宙要膨胀需要外层空间,那么外层空间又是什么呢?没有人能解释,所以这一理论被科学界定为有待发现的潜力学说。也有很多著名理论物理学家和宇宙学家指出宇宙暴涨理论经不起推敲。

我在《时间之箭---量子纠缠与时间的诞生》一文中提到,越来越多的物理学家开始相信,时空本身就是量子纠缠的结果。目前为止,已经有人成功推导出了爱因斯坦方程即等效原理,这为时空动力学以及时空几何可以从纠缠量子比特中生成提供了证据。虚无真空中不存在时间和空间,一旦物质粒子产生,新生的粒子就会自动与同源的粒子进行纠缠,以求达到整体性平衡状态,这个过程就是时空诞生的过程。这些纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠,时空的三维结构也就生成了。时空的诞生是不断消耗着虚无真空的能量,这是一个由能量变质量的过程。

我的一个新的猜想:宇宙奇点之前,是一个绝对虚无的真空世界,而在这片真空世界中,按照超流体真空理论,因为其中能量的不均衡,真空的微观世界里产生了很多小涡旋,这个类似龙卷风形成之前由于空气密度、气压等形成级微小涡旋原理一样,这些小涡旋就是量子比特。所有小涡旋会关联起来形成“弦”,这些相互关联的微小涡旋形成了一个封闭的结构。弦网相互交织组成了弦网真空。

其实现代物理学已经从数学上证明了,电子这样的物质粒子就是断开的弦的端点漩涡。由于绝对真空中能量的不平衡,原本都是相互关联的微小涡旋突然受到其他力量(如外部的涡旋)而断开关联,形成带质量粒子,断开关联的微小涡旋原本就是两两相互关联的,所以形成的是正负粒子。

这时候如果这条断开的端点涡旋正好激发了其他类似的封闭涡旋链断开,如同打断另一个珠串,就会形成上面所说的“这个纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠,时空的三维结构也就生成了。”如下图所示:

宇宙奇点就是源于这样一次“珠串”的断开,引起连锁反应,不断激发周边“珠串”的断开,扩散般地将整个虚无真空的封闭弦断开,再将新粒子纠缠起来,形成了纠缠时空网,宇宙诞生了。

可以说宇宙大爆炸、宇宙膨胀并不像吹一个气球那样使得气球膨胀,而是不断激发原有的虚无真空中的封闭弦使之断开,再通过纠缠关联起来形成一个不断生长的大网。宇宙膨胀并不是原有奇点里的东西四周放射,而是通过激发产生的时空连锁生长。

以上只是一个猜想。这个猜想也可以解释宇宙暴胀时期的以“指数增长”

R·布伦特·塔利是夏威夷大学的天文学家,他在过去的40年里一直致力于测量星系的距离和绘制它们在空间中的分布和运动。塔利与里昂大学的埃莱娜·M·库尔图瓦以及他们的同事分别于2008年和2013年发布了Cosmicflows目录和Cosmicflows-2目录,第一次目录记录了距银河系1.3亿光年范围内1800个星系的详细动力学信息,第二次目录则记录了6.5亿光年范围内的8000个星系的运动,要知道,银河系只是其中一个星系。

我在之前写过一篇文章《新解:宇宙大爆炸是如何产生并膨胀至今的》有过一个猜想,宇宙是由于连锁激发形成的纠缠时空网,宇宙并不是像气球那样膨胀,倒有点像北方冬天窗户上的冰花的生。而塔利和其合伙团队给出的结果是宇宙的结构其实像立体的蒲公英或者羽毛,我们只在其中的一角,如图:

如果是按我之前《新解:宇宙大爆炸是如何产生并膨胀至今的》中的猜想,宇宙是由于连锁激发形成的纠缠时空网,宇宙诞生和膨胀的过程可以类比冰花的生长。

冬季室外温度下降时,窗玻璃温度也下降,室内水蒸气就会在窗玻璃上冷却液化为液态水,温度继续下降时,由于窗玻璃上落下的灰尘棵粒,水就以它们为凝聚核,凝固成冰并向外扩展,连接成片,形成冰花。之所以冰花是随机的,是因为窗玻璃上的灰尘是随机出现的。

之所以可以这样类比,关键是原有真空中就存在由量子比特构成的闭合弦,初始的断开的弦的端点粒子(实际上的涡旋)激发周边的弦同样断开,并迅速与新的端点粒子形成纠缠,如此形成连锁式激发纠缠的时空网,这些涡旋粒子的作用如同随机落在窗玻璃上的灰尘颗粒。

也就是说物质粒子本来就不是膨胀宇宙里的,而是原本就存在真空中,只不过没有被激发成物质粒子,就像窗玻璃上早已落上去的灰尘颗粒。看来宇宙的膨胀并不像吹气球那样增长。这个猜想也可以解释宇宙暴胀时期的以“指数增长”。同时也可以说明,宇宙的羽毛状结构。

爱因斯坦曾经对量子纠缠困惑不解,但是现在人们已经知道量子纠缠现象早已证明是真实存在。

在量子物理中,例如光量子,如果两个光子互相纠缠,你测量它们中一个的自旋,就能瞬间知道另外一个的自旋,即使它跨过了半个宇宙。在你测量任一个粒子的自旋前,它们都以不确定状态存在;但是一旦你测量了其中一个,两者就都立刻知晓了。我们已经在地球上做了一个实验,实验中我们将两个纠缠光子分开很多千米,在数纳秒的间隔内测量它们的自旋。我们发现,如果测量发现它们其中一个自旋是+1,我们知晓另一个是-1的速度至少比以光速快很多很多。

也有人说量子纠缠是超距的,但更多的科学家相信是有一定速度的。中国科学技术大学潘建伟教授主持的量子隐形传态研究项目组2013年测出,量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。我们先不看这个速度的准确性。总之,更多的科学家认为量子纠缠是有传输速度的,不是超距的。

如何解释量子纠缠,现代全息理论的创始人David Bohm有一套自己的理解,在玻姆所构想的宇宙的本体论图景中,宇宙真空的高维隐秩序被激发而展开和投影为三维物质世界的显秩序,而这种物质显秩序又不断卷入为宇宙真空中的隐秩序。用简单的话说,就是我们肉眼直接可见的三维物质世界的独立个体,实际上是更高维整体的一个投映,我们由于不能理解更高维度的整体性而误以为我们所看到的一个个人或物是独立的个体。

对于这位玻姆的理解,我们先不做评价,因为我之前一直在强调,用观念解释经验,只能带来类似宗教哲学那样的困惑,而我们更相信的是人的逻辑的可靠性。但是量子纠缠的传输速度是怎样的呢?因为这也是很多当今量子纠缠实际应用中的一个困惑。

我之前在文章《时间之箭---量子纠缠与时间的诞生》和《新解:宇宙大爆炸是如何产生并膨胀至今的》以及《宇宙膨胀是像气球那样吗?其实有可能更像冰花的生长》中提到,当今的物理学家,越来越相信时空本身就是量子纠缠的结果。目前为止,已经有人成功推导出了爱因斯坦方程即等效原理,这为时空动力学以及时空几何可以从纠缠量子比特中生成提供了证据。如下图:独立粒子(点状)与其他粒子相互纠缠。这些纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠,时空的三维结构也就生成了。

虚无真空中不存在时间和空间,在宇宙诞生的那一时刻,一旦物质粒子产生(实际上真空中不停的产生各种成对的物质粒子,但很快又湮灭了),新生的粒子就会自动与同源的粒子进行纠缠,以求达到整体性平衡状态,这个过程就是时空诞生的过程。这些纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠,时空的三维结构也就生成了。宇宙奇点就是源于一次偶然的成对的物质粒子诞生,引起连锁反应,不断激发周边闭合弦的断开(真空如果比作弦网液体,里面充满了闭合弦),扩散般地将整个虚无真空的封闭弦不断激发断开,再将新粒子纠缠起来,形成了纠缠时空网,宇宙诞生了。可以说宇宙大爆炸之前的那段暴涨时期的宇宙膨胀并不像吹一个气球那样,而是激发了原本真空中就已经存在的闭合弦的断开,再通过纠缠形成。

一个自然的逻辑就是初始时期的宇宙暴涨速度就是量子纠缠速度。

1965年,两个美国工程师彭齐亚斯和威尔逊在给天线除噪声的时候,发现了一种无处不在的噪声,跟大爆炸理论预言的微波的特征非常吻合。科学家认为他们发现的正是大爆炸的遗迹——宇宙的微波背景辐射。于是,他们在1978年分享了诺贝尔物理学奖。

大爆炸中的基本粒子和高温起源于一次爆发力更强、时间更短暂的加速膨胀过程——暴胀(inflation)。暴胀发生在大爆炸之前,确切地说,暴胀发生在宇宙诞生后的10^(-35)秒至10^(-33)秒之间,在这么短暂的时间里,整个宇宙的尺寸膨胀了10^26倍。比如,某一块宇宙的区域在暴胀前的尺寸是一个原子核的大小,即10^(-15)米。暴胀之后,这个区域的大小就变成了10^11米,也就是1亿千米,接近地球到太阳的距离了。宇宙暴胀时,确实是超光速的,但并不违反相对论,因为量子纠缠的速度与光速完全是两个不同的概念。宇宙刚诞生时,空间比光能够跑出的范围更大,这叫做视界疑难。

我之前写过一篇文章《电子的自旋速度会超光速吗?从真空漩涡分析》,我想电子自旋的线速度很可能就是超光速的。

有人说宇宙暴涨假说说不定会促进量子力学和相对论的统一,看来有可能。

无论在何种惯性参照系中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数。而量子纠缠,有人认为是超距的,但更多人认为是有速度的,是超光速的。我在之前的文章《量子纠缠的超光速传输有可能就是宇宙暴涨的速度》中提出如果时空本身是量子纠缠的结果,那么初始时期的宇宙暴涨速度就是量子纠缠速度,确切地说,暴胀发生在宇宙诞生后的10^(-35)秒至10^(-33)秒之间,在这么短暂的时间里,整个宇宙的尺寸膨胀了10^26倍。

经过宇宙暴涨之后,进入到宇宙膨胀时期至今,天文学家们给出了有关宇宙膨胀速度迄今最为精确的测量值,使用美国宇航局斯皮策空间望远镜进行的最新测量显示,宇宙的膨胀速度约为74公里每秒。我在《新解:宇宙大爆炸是如何产生并膨胀至今的》和《宇宙膨胀是像气球那样吗?其实有可能更像冰花的生长》中提出宇宙的膨胀并不像吹气球那样增长,而仍然是通过连锁激发形成的不断增长的量子纠缠时空网,按照这个逻辑,宇宙膨胀本身也是不断新生量子纠缠时空网的过程,即今天我们观测到的宇宙膨胀速度,也就是今天量子纠缠的传输速度。

因为宇宙大爆炸最初的能量通过这种不断激发新生粒子产生纠缠,能量在不断耗尽,所以纠缠的速度也在下降。也就是说量子纠缠的传输速度并不是一个固定的数值,传输速度与量子的能量有关。高频率光量子纠缠的传输速度大于低频率的光量子纠缠速度。

因为量子纠缠的作用传输本身并不是传输量子自旋信息,所以他与光速无关,也不是一个常数,我猜想大多是大于光速,甚至有可能会低于光速。

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