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新理论?四维黑洞创太初
时间:2014-8-31 14:20 作者:李沃龙 浏览读取中…
我们的宇宙诞生自四维宇宙的一次恒星内爆事件,四维恒星塌缩成黑洞时会形成一个三维膜,而我们的宇宙就是那个三维膜。

宇宙学家固然能够如数家珍般精准详尽地描述宇宙的历史,却无法理解某些深奥的问题。 

大爆炸的本质正是这些难解的秘密之一:我们宇宙骤然而狂暴的起源,来自于一个密度无限大的点。 

本文作者提出,大爆炸是在更高维的宇宙里形成黑洞而呈现出来的结果,这套理论除了回答一些困难的问题,也可供验证。

希腊哲学家柏拉图的洞窟寓言,描述一群囚犯一辈子都被链锁在一个幽暗洞穴的墙边。这些囚??犯的身后有团火焰,在火焰与囚犯之间行进的物体,其阴影全投射到囚犯眼前的墙上。这些二维阴影就是囚犯能看到的所有事物,也就是他们认知的唯一现实。他们受制于身上的枷锁,而无法见识到比认知还多出一个维度的真实世界。囚犯不得而知的这个额外维度,蕴涵了错综复杂的事物,足以解释他们见到的一切现象。

我们或许就居住于一个巨大洞穴里,在太初时刻形成的宇宙洞穴。标准的说法是,宇宙诞生于一个密度无限大的点引发的大霹雳。但根据我们最近的研究显示,这个缘由或许可以从宇宙起始追溯至大霹雳之前的年代,一个具有额外空间维度的年代。今后进行的天文观测,或许能够揭露这个原宇宙留下的一些蛛丝马迹。

对我们而言,宇宙具有三个空间维度与一个时间维度,科学家把此几何结构称做三维宇宙。在本文作者的理论中,这个三维宇宙只是一个具有四个空间维度世界的投影。具体说来,我们的宇宙诞生自这个原宇宙里的一次恒星内爆事件,该内爆在一个四维黑洞周边制造出一个三维壳层,我们的宇宙就是那个三维壳层。

我们为何要假设乍听之下如此荒谬的事情呢?这有两个原因。第一,我们提出的概念并非空泛的臆测,而是依据充份描述时间与空间的数学。

过去20几年来,物理学家发展出一套丰富的全像理论(theory of holography),利用一组数学工具,把某一维度事件的物理描述,转译到另一个不同的维度上。举例来说,研究人员可以求解相对简单的二维流体力学方程式,并利用那些结果来了解复杂许多的系统,例如三维黑洞的动力学。从数学上来说,这两种叙述是可以互相转换的,流体能够完美类比黑洞。

全像理论的成功,让许多科学家相信那不仅仅是一套有效的数学转换而已。或许维度之间的界限并不如我们想像的那么壁垒分明,或许宇宙定律是以另一组维度来描述,并转译到我们认知的三维宇宙里。又或许就如同柏拉图寓言中的囚犯一样,我们所处的环境蒙骗了我们,诱使我们相信这世界是三维的;而事实上,只有当我们在第四个维度中寻求解释时,才能更深刻地理解我们认知的世界。

我们三人的四维宇宙理论值得仔细考量的第二个原因是,对这个宇宙的澈底研究将有助于我们理解宇宙起源与特性的深层问题,例如探究大爆炸这道导致宇宙诞生的太初闪光。现代宇宙学认为宇宙大爆炸之后紧随着暴胀(inflation)──宇宙体积在极短时间内迅速膨胀了1078倍(或更多),但这阶段的膨胀并无法让我们更深刻地了解造成大爆炸的原因。相反地??,我们的四维宇宙理论提供了一个答案,以解决这项终极秘密:宇宙究竟从何而来?
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