宇宙是否也是量子波动?

发布时间：2023-06-02 10:06:30 所属栏目：动态来源：

导读：科学家能弄清楚宇宙是如何形成的吗？宇宙大爆炸模型重建了宇宙的历史，从“爆炸”后的万分之一秒，一直到宇宙大约40万年前第一个氢原子的形成和光子的解耦。最后一个超导过程可能产生了前所未见的宇宙微波

科学家能弄清楚宇宙是如何形成的吗？宇宙大爆炸模型重建了宇宙的历史，从“爆炸”后的万分之一秒，一直到宇宙大约40万年前第一个氢原子的形成和光子的解耦。最后一个超导过程可能产生了前所未见的宇宙微波背景辐射，这一部分是在1965年发现的。

在它的婴儿期，宇宙充满了基本粒子和辐射的原始场，所有这些都在疯狂地碰撞。这张早期宇宙的图片令人难以置信地取得了一系列惊人的成功，促使很多物理学家将他们的三维形状模型重新推回他们从来都没有可能达到的时间。但是他们能走多远呢？科学模型离原点有多近？他们能一直走到t = 0，一切的开始吗？还是随着我们接近原点，时间流逝的概念就失去了意义？

这是一个老问题，一种哲学有时称之为第一因。如果真的有一个突然开始的一切，一个宇宙在过去的某个时刻成为自己，它一定是由于一个无原因的原因-一个不可能有任何其他原因的原因。任何宇宙起源的模型都使用既定的物理定律，并将它们置于物理学的概念框架中。科学无法避免使用某种东西来描述事物，而这种东西假定存在着物质基底。换句话说，要观察孵化的东西，我们需要从一个蛋开始，问题是这个蛋从哪里来。很容易陷入无休止的倒退，这个问题被著名地描述为“海龟一路向下”。

从数学上讲，将任何传统的宇宙学模型外推到时间t = 0都会导致我们所说的奇点。物质密度变为无限大，时空曲率变为无限大，任意两个观察者之间的距离变为零。尽管这听起来令人不安，但奇点的存在不应该太当真。它标志着广义相对论和我们所熟知的物理学的崩溃，在宇宙存在的最初时刻盛行的极端条件下。从本质上讲，奇点表明了我们对这些非常高的能量尺度的物理学的无知。这里需要一些其他的东西，而且想法很多。其中最引人入胜的未来学家希望的应用是将广义相对论和量子力学有机地结合起来。

量子力学最引人注目的效果是物质的内在模糊性，它在原子和亚原子尺度上表现出来。接近大爆炸奇点，宇宙的整个几何形状将由量子力学处理，因此，空间和时间的概念变得模糊。量子力学可能会通过使其模糊来削弱奇点的锐度。

1973年，当时在哥伦比亚大学的爱德华·特赖恩（Edward Tryon）提出了如何将量子力学应用于宇宙之初的开创性想法。Tryon认为，量子模糊不仅在测量位置和速度时发生，而且也适用于能量和时间的测量。在非常小的世界里，有可能在很短的时间内违反能量守恒定律，特赖恩提出，即使宇宙的能量为零。

因此，在量子力学中，不存在零能态。系统只有最低可能的能量状态，即基态。现在，如果系统的能量存在固有的不确定性，那么基态的能量就会波动。如果我们称这种基态为量子真空，那么量子真空总是有某种结构。在完全空虚的意义上，没有真正的真空。量子力学极止虚无。

Tryon的提议属于有开始的宇宙类别，但无中生有。然而，这里的虚无，以及遵循特里昂鼓舞人心的想法的所有其他量子创造宇宙的例子，必须从量子力学虚无的角度来理解，而不是从转化为完全空虚的绝对虚无来理解。在物理学中，你根本无法无中生有。虚无的创造不是自然的方式。它是一种人为的创造，而不是天然的产物。这就是为什么我们必须从量子力学的角度来理解，而不是从绝对虚无的角度来理解。

（编辑：汽车网）

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