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暴脹理論錯了嗎？宇宙是否會無限循環？
本帖最後由 daigua1127 於 2015-10-8 08:53 PM 編輯普林斯頓大學物理學教授保羅·斯坦哈特很矛盾。一方面，他研究了暴脹理論數十年且頗有建樹；另一方面，他又覺得這個理論是錯的。暴脹理論認為，早期宇宙在嬰儿期曾經歷過一個難以想像的急速膨脹階段，在一瞬間，它便從一個原子核般大小，變成了和當前可觀測宇宙的体積相當。這個理論提出于1980年，當時的目的是為了解釋可觀測宇宙令人驚異的統一性。無論你望向夜空的哪里，恒星和星系的密度都是大致相似的——和猜想中暴脹前早期宇宙的混亂和不協調形成了鮮明對比。但是在研究了35年后，斯坦哈特及其他一些人開始認為，這個理論是錯的。以下是他接受《鸚鵡螺》雜志采訪時的部分談話內容。什麼是暴脹理論？假設我們之間相隔一張桌子。此時空間開始拉伸，拉伸的速度與理論上早期宇宙膨脹的速度相同，那麼這種膨脹的速度是相當快的，以致于從我嘴里發出的聲波將無法到達你的耳中。你根本無法聽見我說什麼，甚至根本看不到我。光速跟不上空間拉伸的速度。這就是我們談論暴脹時所指的膨脹方式。它發生的時候，宇宙的年齡只有一瞬間，膨脹持續的時間也僅有一瞬間，而在這期間，宇宙膨脹了十万倍、百万倍甚至十億倍。它從比原子核還小的那麼一個區域，吹成了比當前可觀測的宇宙還要浩瀚的一個空間。它為什麼有缺陷？因為我們想要用一種既簡單，又極為確定的方式來解釋宇宙。但是實際上，我們生活在這個宇宙似乎更像一種巧合。我們發現暴脹確有可能發生，但它一旦開始，就會永遠進行下去。它可能會在宇宙的某一部分停止，但在宇宙的其他部分仍然會永久地進行下去。在它持續之處，宇宙的体積就會不斷擴大，使這部分宇宙大到足以容納我們這個宇宙。問題在于量子物理不允許宇宙的各部分發生重合。所以宇宙的每個部分都可能不同，沒有特別的原因能夠保證我們這部分宇宙和其他部分相似。所以從某種意義上來說，我們生活在這個宇宙是一個巧合。這就是為什麼所有暴脹理論都必須以某種方式來解釋為什麼暴脹會結束。特別麻煩的是，這會經常在某種程度上牽涉到對模型進行微調。必須把模型中的參數、系數或特征調整得恰到好處；否則就會與我們的觀測結果不符。還沒有理論能夠從本質上對此加以解釋。開創万物的大爆炸實際上有可能是一種反彈。對宇宙進行預測，結果發現是個巧合。這樣的理論存在著什麼樣的錯誤？假如你允許所有可能性的存在，那就沒有能夠對這種概念加以證偽的方式——這就意味著這根本就不是一種科學的理論。暴脹理論是作為一種試圖對宇宙作出確定性預測，並對其特性加以明確說明的觀點出現的。但是自從揭示了永恒的暴脹及多重宇宙，它就無法被證偽了。它太靈活了，理論上几乎可以容納所有觀測結果。這類已經超出了正常科學范疇的觀點在過去400年中屢見不鮮。拋棄了暴脹理論，我們還有其他解釋嗎？開創万物的大爆炸實際上有可能是一種反彈——是一種從之前存在的收縮階段向急速膨脹階段的過渡。以此觀點為前提，那就會存在一個全新的時間領域，反彈前、大爆炸前，這樣你就可以引入能夠使宇宙極具一致性的過程。與急速的暴脹相比，收縮可能非常溫柔而緩慢，但仍然可以有不那麼統一的速度。這種速度的不一致能夠轉換成反彈時溫度和密度的波動，並與我們在宇宙微波背景上看到波動相對應。這樣的宇宙就是一種循環的宇宙。在遙遠的過去，是否發生過一系列這樣的反彈？會有這種可能。但是我認為每一次反彈，都會讓一切變得統一而平滑，並且會抹去一切信息，或將之前的信息擴散得極為稀疏，以致于我們無法在宇宙中直接找到它的蹤跡。所以說宇宙可能並沒有起點。它永無休止地進行著循環，無論是過去，還是未來。
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