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時間將會在50億年後停止 物理學家的預測

(2010-11-03 03:24:08) 下一個

據國外媒體報道 最新研究表明,根據宇宙起源的理論推測,時間將會在50億年之後停止,而那時太陽也將滅亡。

該預測的理論基礎來源於永恒的膨脹理論,它認為我們的宇宙是多元宇宙中的一小部分,整個廣闊的宇宙是由無窮無盡的宇宙構成,而每個宇宙又能產生無限個子宇宙。多元宇宙的最大的缺點便是它使任何事都會以無限循環的方式不斷地發生一遍又一遍,這使得很多事件幾乎無法計算發生的概率,比如像地球這樣大小的星球存在的概率。

“一般意義上的概率,比如說事件A發生了兩次,事件B發生了4次,所以事件B發生的概率是A的兩倍,但在這裏這些理論完全不成立,事情發生的次數是無限次,而不是兩次四次那麽簡單。” 美國塔夫茨大學的肯奧盧姆這樣解釋道。“但如果真的是所謂的無限次,那麽整個宇宙就應該有很多人能中彩票,那憑什麽我們還認為中彩票是不可能的呢?”加州大學的物理學家拉斐爾布索和同事在他們最新的研究中這樣寫道。

於是物理學家運用一種叫做幾何臨界點的數學方法繞開以上問題,選取多元宇宙中有限的一片區域,然後在此有限的樣本上計算概率。“當你利用臨界點的方法作為數學工具進行預測時,這種方法本身也就預測了時間將會何時停止。換句話說,當使用臨界點的方法在永恒膨脹中計算概率,這意味著臨界本身以及時間的停止,也就成為不可避免的事了。”

 

宇宙是沸騰鍋裏的一個氣泡

布索認為永恒膨脹是一個固體概念。很多理論潛在的科學假設—比如愛因斯坦的相對論,看起來無關痛癢,但是卻很難找到什麽別的理論代替它。事實上,很多物理學家認為永恒膨脹是膨脹理論的一個自然延伸,它解決了一些最初大爆炸理論的一些問題。

根據早期大爆炸理論的模型,成組的物質朝著寬廣無垠的宇宙兩個相反的方向運動,以宇宙現在膨脹的速度,宇宙整體的形狀隨著時間推移已經發生彎曲,並且在宇宙創造初期,它全被一些重且穩定的粒子—磁單極所填滿。但是據近些年的輻射觀察表明,早期的宇宙和現在並沒有太大的差別,都是扁平的由磁單極組成。現在標準的膨脹理論是這樣解釋,宇宙形成初期經曆了一段迅速膨脹的階段,之後趨於穩定便創造了我們現在所見到的扁平的統一的宇宙。

膨脹理論中下一步就是永恒膨脹了,可以打一個很好的比喻來解釋這個理論。爆炸理論好比一鍋沸騰的水,而我們宇宙的起源就相當於鍋底一顆氣泡的形成過程,這個理論證明了其他氣泡的存在,但是當開水煮沸,你不可能隻得到一顆氣泡。

 

時間到此戛然而止?

以上關於多元宇宙的概率問題也表明了永恒膨脹這一理論並不完美。如果真要計算多元宇宙事情發生的概率,那麽就必須有存在的臨界點,而這些臨界點意味著這些宇宙是有終點的。根據用來計算臨界點的公式,一個存在了137億年的宇宙將會在50億年之後到達它的臨界點,也就是通俗所謂的終點。可能很多人會覺得將數學工具用來分析現實世界的事件很不可靠的,實際上在物理學領域早就有此先例。比如從數學的角度誇克粒子可以解釋原子核內原子之間強大的引力,而在現實世界它能解釋原子加速器裏發現的新粒子—亞原子粒子。“人們相當長一段時間認為誇克粒子是很好的計算工具,雖然他們並不太相信它,但現在,很多人承認誇克粒子是真實存在的基本粒子。”

以此類推,如果理論家們相信永恒膨脹,那他們也要相信臨界不僅僅是計算概率的有效工具,或許他們是真實存在的並能預測到時間的終點。但是關於真實世界的臨界是什麽樣的,以及最終時間停止時將會以什麽形式呈現現在還不清楚,唯一可以肯定的是,如果發生時間的停止,那將會是瞬間發生出人意料的。即使人們能看到臨界的發生,那也不可能是從地球上看到的。

科學家推測,現在已經有45.7億年高壽的太陽將會在50億年後到達生命的終點,那時它將燃盡核內的燃料,外層氣體脫落,膨脹成紅巨星最後成為行星狀星雲。關於那時地球上生物的命運就不得而知了,少數科學家認為地球上的生物能躲過太陽滅亡這一劫存活下來。

 

時間的停止不可避免

然而澳大利亞國立大學的萊恩威弗卻認為計算永恒的多元宇宙的概率是值得質疑的,他並不認為預測真實世界的截斷是最終解決辦法。“我從來不排除任何看可能性,但在這個問題上,我會質疑(永恒膨脹理論中的)這些假設。沒人知道為何(永恒膨脹理論)是錯的,正如沒人知道為何時間將會停止。”

除了膨脹理論,物理界還有很多關於宇宙將會如何終止的理論。比如地球將會扭轉膨脹,縮小為一個黑洞。還有熱寂理論,稱宇宙會不停的膨脹直到達到一個熱平衡的狀態,然後不再發生任何變化。假如永恒膨脹理論是對的,那麽即使我們的宇宙終止不複存在了,整個多元宇宙還是會繼續膨脹擴大。無論到底哪種假設聽起來更合理,人們也不必太過擔心,畢竟要過50億年我們的宇宙才會滅亡,我們仍需要很長的時間來驗證到底那一種理論才是對的。
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