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宇宙起源方式得改写了?诺奖得主:宇宙在循环,并且已经找到证据

2024-07-29科学

诺贝尔奖是某些学科领域的最高奖项,获得诺贝尔奖的人在自己的领域当中都有特殊的贡献或者优秀的成就。比如说因为一举拿下诺贝尔文学奖声名斐然的莫言,其作品就向我们展示了一个异常真实的世界。

但是,每年最受关注的还是「诺贝尔物理学奖」,能拿到这一奖项的科学家一度被誉为是这个世界上最接近「宇宙真相」的人。2020年的诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯就发现宇宙在循环,并且已经找到了相关的证据。这一理论的提出,无疑是要将宇宙起源方式一并改写。他到底发现了什么?就让我们来一起看看吧!

宇宙在循环

罗杰·彭罗斯是一位数学家,同时也是物理学家。他于1931年时出生于英国埃塞克斯州,和霍金是同事兼好友。从出生的年份来看,彭罗斯的年龄比霍金大了约11岁,但是有才华的人似乎会在冥冥之中被相互吸引。因此,彭罗斯和霍金曾经在一起合作研究过相关理论,一同证明了奇点定理。

想必大家都不陌生奇点这一词,毕竟在宇宙大爆炸的相关理论当中,奇点代表着宇宙的「开端」。换句话说,宇宙的起源就是「奇点」。彭罗斯在1965年时正式发表了论文【引力坍塌和时空奇点】,提出宇宙当中不仅可以形成黑洞,在黑洞的中心还隐藏着一个奇点。

彭罗斯认为:

奇点的形成与球对称性的前提假设毫无关联. 只要时空当中存在二维的俘获面, 时空奇点的出现是必然的。

可见,在彭罗斯的理论当中,奇点不再仅仅存在于宇宙诞生之时,而是隐藏在宇宙当中,或者说是黑洞当中。所以,他认为奇点实际代表着时间的开始或者终结。他和霍金一起证明的奇点定理告诉我们,时间不是无穷的,而是在某个过程中表现出了两端都有限的特性。

而这一发现证实了宇宙系统的非线性作用,即宇宙本身是有多重历史存在的。那么,宇宙就是一直处于循环当中的,我们现在所处的宇宙是在上个宇宙的尘埃当中诞生的,而被视为宇宙起源方式的「大爆炸」在这里就变成了一个过渡阶段,换言之是宇宙在循环时必须要经历的事情。

假如说过去我们对于宇宙的认知就是它从奇点爆炸,使得时间和空间产生。在经历了一段冷却时间之后,形成了我们现在看到的样子。并且根据红移理论,如今的宇宙是在加速膨胀当中的,至于宇宙的膨胀终点在哪里,我们就无从得知了。

再回头来看看彭罗斯奇点定理之下所描述的「循环宇宙模型」,就能发现过去「没头没尾」的事情好像有了答案,毕竟只要把握住了循环的规律,那么找到「开端」和「终结」的标志只是时间问题。因此,有许多人认为,彭罗斯应该已经窥见了宇宙起源方式当中的一些真相,他是迄今为止距离真相最近的那个人。

宇宙监督假设

相信前文中有关于彭罗斯的相关理论论述,已经使大家的「宇宙观」受到了些许的颠覆。那么彭罗斯在提出奇点定理之后,紧接着提出的另一论点「宇宙监督假设」,也一定会给大家带来耳目一新的感觉。

宇宙监督假设认为:

除了宇宙大爆炸的奇点之外, 宇宙中禁止其他的裸奇点存在,这意味着其他所有的奇点都很好地隐藏在黑洞事件视界面之下。

简单来说,在这一假设当中有着某个「宇宙监督」,是它的存在导致裸奇点和奇环出现。大家也可以这样理解,宇宙当中存在着某种「铁律」,使得极端黑洞无法形成。这样来看是不是有些细思极恐?原来奇点之所以需要穿上黑洞的外衣,将自己包装隐藏起来,是因为存在某种「限制」。

而之所以不让奇点裸露,是害怕它影响到黑洞视界之外的因果关系。可见,如果我们找到隐藏在这一规律背后的「宇宙监督」,那么有关于宇宙的真相就会直接展现在我们眼前了。

这个宇宙监督极有可能是某个物理定律,也有可能就是物理学家们在这么多年一直想要找到的「大一统定律」。这一定律在暗处影响着这个宇宙当中所有的事情,最显而易见的就是「因果关系」。

按照这种说法,想通过黑洞穿越时空,回到过去的时间,算不算是与宇宙铁律对抗呢?毕竟很显然,这样的行为是影响了因果的。

彭罗斯的量子意识

假如说宇宙究竟是如何诞生的,未来又会在哪里走向终章一直是人类在追问的事情,彭罗斯创新性地给出了「循环宇宙」的说法。那么,针对另一个难解的难题——人的「意识」,彭罗斯也给出了自己的看法。

要知道,意识这种「虚物」在神经学科学家眼中,是可以通过计算的方法得出的,这种方式也叫意识计算主义方法。但是,作为物理学家的彭罗斯却坚持从量子力学的角度来探究意识。并且他对于哥本哈根学派提出的坍缩解释是不认同的,重新提出了一种理论,来定义意识和波函数坍缩的关系,这一理论叫做「客观还原论」。

我们常说「遇事不决,量子力学」,毕竟这种微观世界在我们普通人看来实在是太难以理解的。过去的诸多理论都认为是意识先出现,才导致波函数发生坍缩。而彭罗斯却表示,这二者的关系反了,应该说意识产生于波函数坍缩才对。

彭罗斯表示:

通过OR原则,我们认为,一个处于叠加态量子系统,它只有在达到坍缩的标准( 量子引力能量达到一定的临界值) 发生坍缩时,意识就会出现,所以,这种非计算性的客观还原是意识产生的关键。

换言之,人脑作为一个非常复杂的生物系统,其中必然存在着许多的量子。这些量子在人脑之中就会发生某些特殊的反应,这些我们现在无法看透的量子行为促使意识产生。

此外,彭罗斯还提出了「微管结构」,认为这种结构是细胞的主要构成部分,在连接之下,构成了联结网络,以此确保神经元细胞的稳定沟通。此外还建立了新型的意识模型「Orch OR模型」,用量子力学来阐述意识如何产生和传递。

总之,如果说彭罗斯的循环宇宙是一种颠覆,那么他在后来提出的诸多理论,无疑都是「异于常人」的,给我们提供了一种看待事物的新角度。不知道大家有没有发现,在彭罗斯的认知当中,这世界上是存在着诸多难以理解的问题,但是如果真的想要解决它们也不是不可能。

从前我们被意识困扰,认为意识从本质来说是一种迷乱且十分神秘的东西,但是通过量子力学角度来看一切却「豁然开朗」。并且随着研究理论的不断进展,或许有一天我们真的能够窥见「意识的真相」。

所以,在物理学家或者数学家的眼中,这个宇宙当中存在的难题再多,也不如解决它们的方法多。彭罗斯在各个领域当中提出的创新理论就证明了这一点。而这位优秀的物理学家同时也是一位数学家,他还设计了许多「不可能存在的图形」,给人们一种视觉错觉,或者说他设计的图形存在于更加高维的空间当中。

前几年特别火的游戏「纪念碑谷」当中就有着许多的彭罗斯图形,其中最出名的应该就是彭罗斯阶梯了。实际上,彭罗斯阶梯是一个著名的数学悖论,毕竟在这个始终向上或者向下的阶梯当中,你却能无限循环地走下去,且无法找到最高点或者最低点。大家感兴趣的话,可以尝试去看看彭罗斯创造的各类神奇图形。