宇宙大爆炸前,诺奖得主彭罗斯找到答案!

宇宙大爆炸前,诺奖得主彭罗斯找到答案! 宇宙之前是什么？对这个问题的普遍回答是，宇宙大爆炸创生了时间和空间，既然时间都是在宇宙大爆炸后才诞生的，我们当然无从知道宇宙大爆炸之前是什么。 虽然这是一个因果律上无懈可击的回答，但我相信没有一个人满意这个答案，就像亚当斯笔下泛维度种族不满意宇宙第二强大的电脑深思花了750万年才计算出来，关于宇宙、生命及一切的答案是“42”一样。 共形循环宇宙 现在好了，随着罗杰·彭罗斯获得2020年诺贝尔物理学奖，他的共形循环宇宙学又一次重见天日。按照这个学说，人们终于可以回答宇宙之前是什么了，彭罗斯这位89岁的迟暮老人也再次向人们推荐这个理论，并言之凿凿地预言，宇宙微波背景上发现的6个霍金点，就是这个学说最好的证明。 宇宙必然起源于一个奇点，是彭罗斯和霍金在上世纪60年代一起证明的，这被称为奇点定理。之后宇宙大爆炸及暴胀理论逐渐占据科学界的主流，发展到今天已广为人们所知，几乎成为宇宙起源唯一的解释了。但大爆炸之前宇宙究竟是什么，却像那个答案“42”一样，让所有人都极其不爽，难道我们真的就没有权利去追究宇宙背着我们都干了些什么吗？ 彭罗斯不服气，他利用共形映射将宇宙的开始和结局联系起来，认为宇宙的终结就是另一次大爆炸的开始，我们的宇宙就在这种大爆炸-膨胀-大爆炸-膨胀中无限循环，从而回答了宇宙大爆炸之前是什么的问题：大爆炸之前，是另一个宇宙。 什么是共形循环宇宙 我理解的彭罗斯的想法大概是这样的，宇宙不断膨胀，最终将导致宇宙中所有物质都变成稀释的能量，宇宙中只剩下无处不在的黑洞。当宇宙微波背景温度降到无限趋近于绝对零度时，这些黑洞的温度将在某一时刻高于宇宙微波背景温度，从而开始向宇宙微波背景释放霍金辐射，黑洞变得越来越小，最后黑洞蒸发完毕，宇宙中只剩下纯粹的能量。 在这个过程中，大爆炸时宇宙处于低熵状态，随着宇宙膨胀演化，宇宙的熵越来越大，到物质全部转化成能量后，宇宙就达到了最高熵；黑洞蒸发开始从宇宙中移除熵，蒸发完毕后熵就被清零，这时候就开始了新一轮的宇宙大爆炸。 彭罗斯利用共形变换，一方面将体积无限小，密度温度无限高的宇宙初始奇点状态，变换成密度温度体积都有限的时空，另一方面又将未来膨胀到无限大的宇宙时空，变换成尺度有限的时空，从而让两个宇宙的终点和起点可以平滑地连接起来，从而形成一串首尾相接的“宇宙串”，回答了我们因为时间中断而无法回答的宇宙之前是什么的问题。 这一连串的宇宙大爆炸，就相当于纯能量（宇宙起点，上一个宇宙的终点）——能量和物质的混合态（宇宙膨胀状态，低熵-高熵-低熵）——纯能量（宇宙终点，下一个宇宙的起点）的循环，非常简洁，我感觉还是挺优美的。 我很想找一个什么现象来形容这个无限大到无限小的变换，不过抠破脑皮也想不出来，或许只能用一个哲学点的概念来说了，极大就是极小，或者否极泰来什么的。 如何检验共形循环宇宙 然而，不论理论多美妙，终究是需要实践来检验的，共形循环宇宙学理论的硬伤就是无法检验。彭罗斯在经过多年研究后，从宇宙微波背景中发现了至少6个霍金点，认为这些约有8个月亮直径大小，略高于周围温度的圆形斑点，就是上一个宇宙中的超大质量黑洞蒸发后留下的斑痕，是在宇宙的早期膨胀中形成的。 不过很多科学家认为，很难将一个永恒的无限大的宇宙整合到下一个永恒的超级小宇宙中，而且该理论要求宇宙中所有粒子质量都要消失，变成纯粹的能量，实在太难以想象了。这在科幻小说中已经表现出来了，要是谁从上一个宇宙中偷偷偷走了一些物质，下一个宇宙岂不是就没有抓拿了？ 另有科学家指出，科学家们多年来一直在仔细检查宇宙微波背景，目前并未发现有什么特别的热点，所谓的霍金点并不存在。 看来彭罗斯虽然获得了诺贝尔物理学奖，但共形循环宇宙论要让更多人信服，还有很长的路要走。即使这个问题解决了，我们还可以问下一个问题，这个共形循环宇宙当初又是怎么来的呢？ 近年来霍金辐射已经成为黑洞理论中的关键，越来越和宇宙的未来联系在一起，如果彭罗斯理论成立的话，霍金辐射就是关键中的关键了，霍金未能在有生之年获得诺贝尔奖，不能不说是一个巨大的遗憾.