物質波軌跡異常：宇宙或以“大崩塌”終結

1、.物質波軌跡異常：宇宙或以“大崩塌終結據國外媒體報道，在宇宙學理論中，宇宙可能以一種可怕的方式完畢，其提醒了宇宙中難以捉摸的量子引力。比方，像圖2中所描繪的情景一樣，有一天當你醒來的時候，周圍所看到的圖像變得模糊，假如這時候碰巧在照鏡子，也可覺察出現(xiàn)了可怕的現(xiàn)象，周圍的世界開場呈現(xiàn)出顆粒感，就如同一個低像素的圖像，只能勉強進展確認。而這時，聲音都顯得格外的不同，就像一根損壞的 線所發(fā)出扭曲的信號，接著，一切都變成空白。膨脹宇宙中的星系正在逐漸遠離我們而去資料圖美國麻省理工學院的宇宙學家馬克斯特格馬克Max Tegmark提出了一種新的宇宙終結理論，該理論認為宇宙最終將會以“大崩塌的方式完畢，而

2、該終結形式似乎在邏輯上難以防止。馬克斯特格馬克通過對宇宙快速膨脹的機制進展研究后發(fā)現(xiàn)，膨脹的速率始終保持著一個較為穩(wěn)定的數值，而假如宇宙膨脹效應中結合了量子力學的解釋，宇宙中的信息就會發(fā)生另一種變化。宇宙信息的變化，使得在宇宙終結方式開場之時，就像一個開場運行的且失去記憶功能的計算機。“大崩塌發(fā)生時，我們所看到的圖像出現(xiàn)了模糊假如“大崩塌發(fā)生的時候，而你還在鏡子的面前，你將不可能有足夠的時間去觀察鏡子中的你發(fā)生了什么情況，最直接的感受可能就是環(huán)境溫度的變得冰冷，而由原子組成的物體，包括身體在瞬間被拉長，與跌入黑洞中的情景類似。緊接著，該宇宙終結形式也意味著在大爆炸之后所產生的各種宇宙常數被逐漸

3、喪失。這幾乎使得宇宙學家對大崩塌理論中所推演的宇宙終結方式感到有些超出意料范圍。因此，對于宇宙學家馬克斯特格馬克而言，這并不是一個令人毛骨悚然的末日理論，馬克斯特格馬克認為這個解釋有助于今后的研究工作，是一個有用的焦點理論，特別是其中涉及的量子引力論，其將廣義相對論與量子力學結合，衍生出在宇宙學家眼中是令其垂涎的理論。據馬克斯特格馬克介紹：“在過去，雖然這項研究所得出的宇宙終結方式面臨艱巨的挑戰(zhàn)，但是該理論也被證明是非常有用的，這就是我對大崩塌理論的看法。麻省理工宇宙學家設想的宇宙膨脹與普朗克尺度上信息存在變化奇怪的理論總和當前普適的觀點相左，就像一個刺頭存在于我們的身邊。我們希望通過學習來從

4、現(xiàn)有的理論中推演出一些有價值的線索，以方便我們繼續(xù)尋求對宇宙空間性質的理解。馬克斯特格馬克并沒有使用該理論深化說明宇宙在量子引力論指導下如何進展終結，相反，他指出在量子引力論的框架下，可能導致宇宙出現(xiàn)這種終結方式，并且更重要的是，我們可以通過該理論來解釋或者假設宇宙中令人費解的神秘屬性。根據量子力學理論，宇宙每一個粒子以及每一種場都伴隨著一種波，而這些波中所含有的信息可以告訴我們一切隱藏的奧秘，并且能反映出粒子和場的性質。我們可以預測這些伴隨著粒子和場運動的波當前是處于何種狀態(tài)，以及推測出在將來的任何時間內處于一種什么狀態(tài)。以此類推，假如我們能記錄宇宙中所有的波如今處于何種狀態(tài)，并且在將來給定

5、的時間點上又處于何種狀態(tài)，我們就可以通過這個來描繪整個宇宙中任何信息。馬克斯特格馬克目前正在研究隨著宇宙的膨脹，這些信息會發(fā)生怎樣的變化。假如我們要從量子引力論來推演隨著宇宙的膨脹，宇宙在將來會發(fā)生什么事件，最重要的就是把握“空的空間中的信息，以及隨著膨脹效應隨之而來的變化情況。我們從廣義相對論中理解到，時空是可以被扭曲的，并且能推測出時空扭曲所處的影響狀態(tài)，以及在特殊的時空中扭曲的方式。有一種方法可以用于想象宇宙的狀態(tài)演化，可將宇宙想象成由無數個僅有普朗克尺度的“細胞構成，這就如同在圖像中由一個個像素所構成的一樣。將宇宙想象成由最小的尺度構成是非常有意義的，這也是“可視化想象的方式之一。一些

6、宇宙物理學家認為：還可以用一比特的信息來描繪每個普朗克尺度“細胞的狀態(tài)，雖然最后準確的數量還需要處于辯論之中。這兒問題就出現(xiàn)了，當我們推斷這些普朗克尺度的“細胞演化了數十億年之后，這時宇宙在膨脹效應的作用下也會變得更大。一種選擇是在理論上添加所需的量子空間，并能將所有的普朗克尺度的“細胞包含其中，這樣就帶來了新的信息，足以描繪其是否以及如何變形彎曲。但是，我們推演到這里就出現(xiàn)了違犯現(xiàn)有理論的情況。在量子力學中，有一個關鍵的原理，即一個系統(tǒng)中信息的數量是始終保持不變的，而帶來的新信息明顯不符合這個理論。更重要的是，在通過對預測進展分解的推演中，這些“憑空出現(xiàn)的額外信息意味著我們不可能從的理論中來

7、預測將來的宇宙狀態(tài)。另一種選擇便是脫離量子力學的框架，并承受添加的量子空間所帶來的新的信息。然后，我們使用對應數量的比特數來描繪空間體積增加所增加的信息。因此，假如量子空間的數量增加一倍，唯一的選擇便是在用于描繪空間比特數的立方厘米大小的空間中，所對應的比特信息減為一半。該理論所要表述的情況是：在以前沒有能比一個普朗克尺度還要小的變化，而如今放大到在兩個普朗克尺度上不存在任何變化，隨著宇宙膨脹效應所帶來的影響，在三個或者更多的普朗克尺度上存在不同，也就是說，這取決于宇宙的膨脹速率。最終，這些影響將影響到我們如今所有的物理定律。在空間連續(xù)的假設下，不同能量光子只能以一樣的速率進展運動。假如前文中

8、假設的普朗克尺度的“細胞變得足夠的大，我們就可能開場注意到波長很短的光子挪動的速率要明顯慢于波長較長的光子。假如普朗克尺度的“細胞變得更大，后果將不堪設想，由物質粒子運動中所伴隨的波的軌跡就會出現(xiàn)傾斜，這將改變原子核中粒子的能量，最后，正常穩(wěn)定的原子核就會土崩瓦解，這就是從量子引力論所推演出關于宇宙以“大崩塌終結的形式。而這可怕的將來是否需要等待？宇宙學家馬克斯特格馬克認為：也許不需要。在一個膨脹宇宙的有限的一生中，伴隨著恒星、星系以及行星的誕生，假如我們假設一個極快的速率推演，目前被廣泛承受的加速膨脹理論，我們有可能間隔 大崩塌僅有數十億年的時間。在這種情況下，空間的粒度已經變得足夠大，足以影響到宇宙伽馬射線爆發(fā)中不同波長光子抵達地球的時間。美國加州大學伯克利分校和加州大學戴維斯分校的科學家拉斐爾Rapha