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宇宙起源方式得覆寫了?諾獎得主:宇宙在迴圈,並且已經找到證據

2024-07-29科學

諾貝爾獎是某些學科領域的最高獎項,獲得諾貝爾獎的人在自己的領域當中都有特殊的貢獻或者優秀的成就。比如說因為一舉拿下諾貝爾文學獎聲名斐然的莫言,其作品就向我們展示了一個異常真實的世界。

但是,每年最受關註的還是「諾貝爾物理學獎」,能拿到這一獎項的科學家一度被譽為是這個世界上最接近「宇宙真相」的人。2020年的諾貝爾物理學獎得主羅傑·潘洛斯就發現宇宙在迴圈,並且已經找到了相關的證據。這一理論的提出,無疑是要將宇宙起源方式一並覆寫。他到底發現了什麽?就讓我們來一起看看吧!

宇宙在迴圈

羅傑·潘洛斯是一位數學家,同時也是物理學家。他於1931年時出生於英國埃塞克斯州,和霍金是同事兼好友。從出生的年份來看,潘洛斯的年齡比霍金大了約11歲,但是有才華的人似乎會在冥冥之中被相互吸引。因此,潘洛斯和霍金曾經在一起合作研究過相關理論,一同證明了奇異點定理。

想必大家都不陌生奇異點這一詞,畢竟在宇宙大霹靂的相關理論當中,奇異點代表著宇宙的「開端」。換句話說,宇宙的起源就是「奇異點」。潘洛斯在1965年時正式發表了論文【重力坍塌和時空奇異點】,提出宇宙當中不僅可以形成黑洞,在黑洞的中心還隱藏著一個奇異點。

潘洛斯認為:

奇異點的形成與球對稱性的前提假設毫無關聯. 只要時空當中存在二維的俘獲面, 時空奇異點的出現是必然的。

可見,在潘洛斯的理論當中,奇異點不再僅僅存在於宇宙誕生之時,而是隱藏在宇宙當中,或者說是黑洞當中。所以,他認為奇異點實際代表著時間的開始或者終結。他和霍金一起證明的奇異點定理告訴我們,時間不是無窮的,而是在某個過程中表現出了兩端都有限的特性。

而這一發現證實了宇宙系統的非線性作用,即宇宙本身是有多重歷史存在的。那麽,宇宙就是一直處於迴圈當中的,我們現在所處的宇宙是在上個宇宙的塵埃當中誕生的,而被視為宇宙起源方式的「大霹靂」在這裏就變成了一個過渡階段,換言之是宇宙在迴圈時必須要經歷的事情。

假如說過去我們對於宇宙的認知就是它從奇異點爆炸,使得時間和空間產生。在經歷了一段冷卻時間之後,形成了我們現在看到的樣子。並且根據紅移理論,如今的宇宙是在加速膨脹當中的,至於宇宙的膨脹終點在哪裏,我們就無從得知了。

再回頭來看看潘洛斯奇異點定理之下所描述的「迴圈宇宙模型」,就能發現過去「沒頭沒尾」的事情好像有了答案,畢竟只要把握住了迴圈的規律,那麽找到「開端」和「終結」的標誌只是時間問題。因此,有許多人認為,潘洛斯應該已經窺見了宇宙起源方式當中的一些真相,他是迄今為止距離真相最近的那個人。

宇宙監督假設

相信前文中有關於潘洛斯的相關理論論述,已經使大家的「宇宙觀」受到了些許的顛覆。那麽潘洛斯在提出奇異點定理之後,緊接著提出的另一論點「宇宙監督假設」,也一定會給大家帶來耳目一新的感覺。

宇宙監督假設認為:

除了宇宙大霹靂的奇異點之外, 宇宙中禁止其他的裸奇異點存在,這意味著其他所有的奇異點都很好地隱藏在黑洞事件視界面之下。

簡單來說,在這一假設當中有著某個「宇宙監督」,是它的存在導致裸奇異點和奇環出現。大家也可以這樣理解,宇宙當中存在著某種「鐵律」,使得極端黑洞無法形成。這樣來看是不是有些細思極恐?原來奇異點之所以需要穿上黑洞的外衣,將自己包裝隱藏起來,是因為存在某種「限制」。

而之所以不讓奇異點裸露,是害怕它影響到黑洞視界之外的因果關系。可見,如果我們找到隱藏在這一規律背後的「宇宙監督」,那麽有關於宇宙的真相就會直接展現在我們眼前了。

這個宇宙監督極有可能是某個物理定律,也有可能就是物理學家們在這麽多年一直想要找到的「大一統定律」。這一定律在暗處影響著這個宇宙當中所有的事情,最顯而易見的就是「因果關系」。

按照這種說法,想透過黑洞穿越時空,回到過去的時間,算不算是與宇宙鐵律對抗呢?畢竟很顯然,這樣的行為是影響了因果的。

潘洛斯的量子意識

假如說宇宙究竟是如何誕生的,未來又會在哪裏走向終章一直是人類在追問的事情,潘洛斯創新性地給出了「迴圈宇宙」的說法。那麽,針對另一個難解的難題——人的「意識」,潘洛斯也給出了自己的看法。

要知道,意識這種「虛物」在神經學科學家眼中,是可以透過計算的方法得出的,這種方式也叫意識計算主義方法。但是,作為物理學家的潘洛斯卻堅持從量子力學的角度來探究意識。並且他對於哥本哈根學派提出的塌縮解釋是不認同的,重新提出了一種理論,來定義意識和波函式塌縮的關系,這一理論叫做「客觀還原論」。

我們常說「遇事不決,量子力學」,畢竟這種微觀世界在我們普通人看來實在是太難以理解的。過去的諸多理論都認為是意識先出現,才導致波函式發生塌縮。而潘洛斯卻表示,這二者的關系反了,應該說意識產生於波函式塌縮才對。

潘洛斯表示:

透過OR原則,我們認為,一個處於疊加態量子系統,它只有在達到塌縮的標準( 量子重力能量達到一定的臨界值) 發生塌縮時,意識就會出現,所以,這種非計算性的客觀還原是意識產生的關鍵。

換言之,人腦作為一個非常復雜的生物系統,其中必然存在著許多的量子。這些量子在人腦之中就會發生某些特殊的反應,這些我們現在無法看透的量子行為促使意識產生。

此外,潘洛斯還提出了「微管結構」,認為這種結構是細胞的主要構成部份,在連線之下,構成了聯結網路,以此確保神經元細胞的穩定溝通。此外還建立了新型的意識模型「Orch OR模型」,用量子力學來闡述意識如何產生和傳遞。

總之,如果說潘洛斯的迴圈宇宙是一種顛覆,那麽他在後來提出的諸多理論,無疑都是「異於常人」的,給我們提供了一種看待事物的新角度。不知道大家有沒有發現,在潘洛斯的認知當中,這世界上是存在著諸多難以理解的問題,但是如果真的想要解決它們也不是不可能。

從前我們被意識困擾,認為意識從本質來說是一種迷亂且十分神秘的東西,但是透過量子力學角度來看一切卻「豁然開朗」。並且隨著研究理論的不斷進展,或許有一天我們真的能夠窺見「意識的真相」。

所以,在物理學家或者數學家的眼中,這個宇宙當中存在的難題再多,也不如解決它們的方法多。潘洛斯在各個領域當中提出的創新理論就證明了這一點。而這位優秀的物理學家同時也是一位數學家,他還設計了許多「不可能存在的圖形」,給人們一種視覺錯覺,或者說他設計的圖形存在於更加高維的空間當中。

前幾年特別火的遊戲「紀念碑谷」當中就有著許多的潘洛斯圖形,其中最出名的應該就是潘洛斯階梯了。實際上,潘洛斯階梯是一個著名的數學悖論,畢竟在這個始終向上或者向下的階梯當中,你卻能無限迴圈地走下去,且無法找到最高點或者最低點。大家感興趣的話,可以嘗試去看看潘洛斯創造的各類神奇圖形。