物理学重大突破新闻:遥远的时间与多元宇宙的迹象(视频)
物理学重大突破新闻:我们可能生活在多元宇宙里,这无限大的涨落中的粒子群里。允许生命的那部分,也就是有着小熵值的区域,也许我们宇宙的诞生不过就是那些时而发生的事之一。
物理学重大突破新闻
宇宙非常大。我们生活在一个名为银河的星系,银河系中有约一千亿颗恒星。如果你拿起相机,并把它指向空中的任何一处,打开快门并让它开在那里,只要你的相机接通着哈勃天文望远镜,这就是它会看到的。
这里的每一小点,都是与我们的银河系大小相当的星系。每一小点中都有一千亿颗恒星。而在整个可见宇宙中,约有一千亿个星系。所以你记住一千亿这个数字就行了。
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我常想,在星系的照片还不存在的时候,究竟是什么推动了我们远在非洲大草原的祖先,让他们适应进化,并欣赏这些星系的呢?但除了欣赏,我们也想要了解它们。作为一个宇宙学家,我想问问:宇宙为什么是这样的呢?
宇宙随着时间流逝的演变,是一条重要的线索。如果你选中一个星系并测量它的速度,你会发现它正离你远去;而如果你选中的是一个更远的星系,你会发现它正以更快的速度离你远去。所以说,宇宙正在膨胀。当然,这就意味着过去所有的一切,彼此之间都比较接近。
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让初期的宇宙保持在极度光滑的状态并非易事,这是个极为精细的布置。这条线索意味着初期宇宙并非任意选择的产物,是某些东西把它造就成那样的。而我们想知道那是什么。
19世纪的奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼给予了我们不少对此的了解。玻尔兹曼的贡献在于他帮助我们理解了熵。你们听见过熵,在某些系统中,它是随意性、是不规则、是混乱。玻尔兹曼给了我们一条被刻在了他墓碑上的公式,让我们得以在数量上解释熵。我们可以重新组合,构成一个系统的各个要素,而在宏观上,你看不出任何变化。
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费曼说:“虽说宇宙中包含着的能量巨大,某些原因使它曾一度拥有小熵值,而从那以后,熵值不断增大,直至我们能够真正理解,而非单单推测——整个宇宙历史的开端的秘密,时间之箭便无法被完全理解。”这就是我们的使命。
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根据霍金与加利·基本斯的一个类似的精确计算,如果真空区里有暗能量,整个宇宙便会辐射真空区的能量,带来量子涨落。所以虽然宇宙是永恒的,而且一般的物质和辐射会被稀释,但某些辐射会永远留下某些热涨落,即便那是真空区。这也就是说,宇宙好比一盒气体,永恒的气体。
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就这样,玻尔兹曼接着发明了两个听上去很现代化的概念:多元宇宙与人择原理。他说,热平衡的问题在于我们无法生活在这样的状态下。记得吗?生命本身便依赖于时间之箭。如果我们生活在热平衡的状态下,我们将无法处理信息、没法新陈代谢、没法走路、没法说话。
如果你想象一个很大很大的宇宙,一个无限大的宇宙,粒子间无规律的碰撞,会偶尔带来小熵值下的小涨落,然后它们会复原,也会存在大涨落,偶然造出个行星、恒星、星系,或是一千亿个星系。
所以玻尔兹曼说,我们只可能生活在多元宇宙里,这无限大的涨落中的粒子群里。允许生命的那部分,也就是有着小熵值的区域,也许我们宇宙的诞生不过就是那些时而发生的事之一。
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