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彭罗斯的宇宙轮回(8)

已有 4279 次阅读 2014-1-27 10:14 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦|关键词:学者

 

 

 

CCC令人感兴趣的当然不是宇宙的“循环”(循环宇宙已经有90年的历史了),更不是那些圆圈,而是它对第二定律的新解和它简单的逻辑结构(即通过Weyl曲率来解释一系列问题)。正如彭老师自己说的,“假如我们坚信前大爆炸相的行为应该遵从第二定律,而且引力自由度开始完全激活,那么必然会发生某种不同于直接反弹的事情,不论经典的还是量子的。我本人解决这个难题的尝试,是我提出CCC这个看起来多少有些奇异的观点的主要原因。”

 

当然,CCC纲领还对宇宙学的很多有趣的问题提出了新的解释,如关于奇点、暗物质、静止质量、宇宙暴胀等。特别重要的一点是,它否定了暴胀论。

暴胀模型是为了解释大爆炸留下的视界问题(即因果区域分离的问题)和平直性问题(大尺度时空接近欧氏几何)而提出来的。它假定宇宙在大爆炸之后的一个非常短的时间间隔内(大约在10-3610-32秒之间)经历了一场指数式的膨胀,线性尺度增大10301060(甚至10100)倍。暴胀依赖于一个人工色彩很浓的暴胀子的势函数。最近有人怀疑,新发现的Higgs场的特征似乎不利于暴胀的发生。

 

彭老师对暴胀一贯不感兴趣。他认为第二定律应该从大爆炸一开始就发生作用,宇宙初始的平直性应该是“先天的”,而不应该是暴胀作用的结果。所以,CCC的暴胀相发生在的大爆炸之前(前一个世代的遥远未来),这就使得我们的世代从一开始就处于平直的低熵态。CCC里的“前世”暴胀与传统暴胀的区别还在于,传统暴胀前的不均匀种子是随机的量子涨落生成的,而CCC的不均匀性却源自前世的经典动力学演化。

 

将暴胀从我们“今生”的过去转移到“前世”的未来,是颇有哲学意味的。如果拿两个世代的界面(crossover)做镜像反射,那就是一个有趣的时间反演。这样看来,CCC也许可以归结为某种时间反演的模型;如果需要多个世代,只需要让反演发生在一个闭合的时空里。这令我想起埃舍尔(Escher)根据彭老师的不可能三角形创作的两幅名画:《瀑布》和《升与降》——整体上看,它们描绘了同一个空间的无限的时间循环,而局域地看,那些过程都是现实的和普通的。它们是不是CCC图景的另一种直观表达呢?(彭老师也借了埃舍尔的画,不过是为了表现“共形”。)

 

从理论的结构说,CCCWeyl曲率假设的逻辑结果。如果说彭老师和霍金的奇点定理说明了奇点的存在,那么Weyl曲率假设便刻画了奇点的一个普适的基本特征。CCC就是体现这个特征的宇宙图景。与其他的循环理论(如下面说的)比起来,CCC要简单和纯粹得多。从物理内容看,它一点儿也不疯狂。它涉及的问题都是物理学的“经典”问题(如奇点问题、暗物质问题、基本粒子衰变问题、黑洞蒸发问题、信息丢失问题、量子引力问题、共形几何问题),所以不但不疯狂,而且相当“传统”。

 

 

        Escher根据彭老师的不可能三角形构想的“升与降”

 

 



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