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为什么宇宙大爆炸的速度能超过光速?

有可能宇宙暴涨速度就是量子纠缠速度,所以宇宙大爆炸速度超光速。关于这一点,我之前写过一些文章和回答,今天又看到了类似的问题。

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。

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。如上图: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。

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,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,而是通过纠缠形成了时空网络。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。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。

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