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宇宙大爆炸前神秘事件 旧宇宙崩溃催生新宇宙

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:18

    宇宙大爆炸前神秘事件 旧宇宙崩溃催生新宇宙

    科学家认为宇宙大爆炸前还存在宇宙

    据国外媒体报道,作为现代物理学的两大基本支柱理论:量子力学和相对论都可以用来解释关于宇宙本质的许多方面内容,但是这两个基本理论彼此却又很难融洽地相处。在对宇宙大爆炸等问题进行解释时,两个基本理论显得各有千秋,但欧洲的研究人员近日开发出一种新的数学方法似乎可以做到这一点,有可能揭开宇宙大爆炸之前到底发生了什么。按照爱因斯坦的广义相对论,空间是一个统一体,每个微小的时空都可以进行无限划分。

    量子力学的基本理念与爱因斯坦的相对论不同,后者侧重于宇宙时空的统一体,前者则基于离散的物理量,以量子的形式体现。此外,量子和其他物料现象都涉及到一个极小而且基本的尺度问题,这就是普朗克尺度。到目前为止,量子力学理论中没有量化的引力模型,也就是说除了相对论中的引力模型外,我们已知的相互作用现象都可以在量子场论中得到体现。

    对此,物理学家们提出了一种被称为“回圈量子引力论”(LQG)的理论,并通过量子场论尝试解释引力论的量子化过程,将广义相对论引入到场论的道路上。该理论提出时间与空间的几何特性由自旋网络形成,自旋网络中的每个边界为一个普朗克尺度,无限的自旋网络循环构成了时间与空间的几何特征,而且在普朗克常量的约束下,自旋网络的时空中存在量子涨落现象,随着时间的推移,自旋网络也可被认为是自旋泡沫。

    科学家通过研究发现“回圈量子引力论”(LQG)理论不但可以提供有关空间和时间的准确数学模型图像,而且也可以用于解释涉及黑洞和宇宙大爆炸等长期悬而未决的问题。令人惊讶的是,“回圈量子引力论”(LQG)理论中预言了宇宙大爆炸之前发生的神秘宇宙事件,并暗示了我们今天的宇宙是由前一个宇宙的崩溃而催生,大爆炸在“回圈量子引力论”理论中是一种“大反弹”,并不是看成一个奇点,而是一个连续的过程。

    欧洲的研究人员随后在相关引力模型基础上提出了“回圈量子引力论的有效场论” (EFTFORLQG),并希望继续将“回圈量子引力论”进行深入发展,使这一令人兴奋的理论可成为调和量子力学和相对论的候选理论,并可以通过其来描述宇宙演化。科学家们此前将焦点集中在“回圈量子引力论”的独立背景结构问题上,该理论要求对时空系统的数学定义可以独立于任何一个坐标系或者参考系。

    科学家们利用两大经典的近似方程:量子力学中的半经典计算方法如温策尔·克拉默斯·布里渊近似(WKB近似)和有效场论(近似​​的引力场理论)技术来分析经典几何空间。WKB近似分别由格雷戈·温策尔(Gregor Wentzel)、亨德里克·安东尼·克拉默斯(Hendrik Anthony Kramers)以及里昂·布里渊(Leon Brillouin)三位物理学家发现并命名,用于发展和应用量子力学。研究自旋泡沫半经典状态的动力学特性以及提供应用数学公式来分析诸如黑洞等天体物理现象。

    目前,“回圈量子引力论的有效场论”项目团队的科学家们认为这项研究结果已经超出了预期,其有利于科学家们真正建立起“回圈量子引力论”(LQG)理论,将该理论作为描述空间和时间量子蓝图的有力竞争者,并可以兼容广义相对论,从而揭开关于宇宙中最神秘的数个关键问题。

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