宇宙大爆炸可能實際上是一個大反彈?

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如同我們所知,宇宙是從138億年前的一個奇異點(singularity)開始,以數十億又數十億倍快速地膨脹,這是眾所周知的大爆炸理論。但是,雖然有壓倒性數量的支持證據,它卻沒有回答關於宇宙開始的所有問題。

既然理論不是完美的,幾年來更複雜的想法被加入大爆炸的原始觀念,以便於解釋明顯簡單的宇宙大型結構。

然而,在最近,來自倫敦帝國學院(Imperial College London )的研究員Steffen Gielen博士以及來自加拿大圓周理論物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada)的Neil Turok博士,在尋找一個方法回到較簡單的系統。他們發現到一個解決方法,是把大爆炸轉為大反彈(Big Bounce)。

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根據他們發表於物理評論通訊(Physical Review Letters)的研究,量子力學定律阻止一個奇異點的形成。這個想法是已知的共形對稱性(conformal symmetry),而且它和為什麼電子不會只是掉到質子上的理由是相同的。

Gielen在一份聲明中說:「當東西開始瓦解時,量子力學救了我們,它避免電子掉進並且毀滅原子。所以,它也許也可以讓早期宇宙避免掉像大爆炸和大崩墜(Big Crunch)這樣猛烈的開始和結束。」

量子力學和相對論是物理學的兩個主要理論。但當它們結合時,它們無法在一起運作良好。科學家假設一個單純的量子力學系統伴隨著一個被輻射所控制的宇宙,非常類似於就在大爆炸後的情況。

Turok博士說:「我們的研究大驚奇是,有關存在於宇宙的物質,我們能夠在非常合理以及最少的假設之下,以量子力學來描述激烈大爆炸的最初瞬間。在這些假設之下,大爆炸是一個’反彈’,是與膨脹相反的收縮。」

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大反彈實際上在相對論是禁止的,但它被允許在更為廣義的萬物論(theory of everything),萬物論能結合重力和量子力學。

Gielen補充:「模型提供大爆炸問題一個可能解法的能力,開啟了對宇宙形成新的解釋方式。」

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一個好的物理學假設不是僅僅解釋已經發生的事,它也能夠預測現在發生的事和未來發生的事。所以研究人員正在調查,是否他們的想法能夠解釋星系和星系團的形成。

對於宇宙要在實際上開始收縮,他們也必須提出一個機制。就我們從天文物理觀察所知,宇宙將繼續無止境地膨脹。

來源: Iflscience

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