宇宙大爆炸前是什么樣(宇宙大爆炸前是什么狀態(tài))

宇宙誕生之前是什么？這個問題的常見答案是大爆炸創(chuàng)造了時間和空間。由于時間是在大爆炸之后誕生的，我們當然無法知道大爆炸之前是什么。

雖然從因果法則來看，這是一個無可挑剔的答案，但我相信沒有人對這個答案感到滿意，就像亞當斯寫的泛維度種族不滿意一樣。宇宙第二強大的計算機沉深花了750萬年的時間計算出來，關(guān)于宇宙、生命和一切的答案是“42”。

共形循環(huán)宇宙

那么，隨著羅杰·彭羅斯獲得2020年諾貝爾物理學獎，他的共形循環(huán)宇宙論再次曝光。根據(jù)這個理論，人們終于可以回答宇宙之前是什么了。89歲的彭羅斯老人再次向人們推薦了這一理論，并肯定地預(yù)言，在宇宙微波背景上發(fā)現(xiàn)的六個霍金點就是這一學說的最好證明。

彭羅斯和霍金在20世紀60年代共同證明了宇宙必定起源于奇點。這稱為奇點定理。此后，大爆炸和暴脹理論逐漸占據(jù)了科學界的主流，時至今日已廣為人知，幾乎成為宇宙起源的唯一解釋。但大爆炸之前的宇宙是什么樣的，就像答案“42”一樣，讓大家極為不高興。難道我們真的沒有權(quán)利去調(diào)查宇宙在我們背后做了什么嗎？

彭羅斯并不相信。他使用共形映射來連接宇宙的起點和終點。他相信宇宙的終結(jié)是另一次大爆炸的開始。我們的宇宙正處于大爆炸-膨脹-大爆炸-膨脹的無限循環(huán)中。從而回答了大爆炸之前的宇宙是什么的問題：在大爆炸之前，還有另一個宇宙。

什么是共形循環(huán)宇宙

我對彭羅斯思想的理解大致是這樣的。宇宙的不斷膨脹最終會導(dǎo)致宇宙中的所有物質(zhì)都變成稀釋的能量，只剩下宇宙中無處不在的黑洞。當宇宙微波背景的溫度下降到無限接近絕對零時，這些黑洞的溫度在某一時刻會高于宇宙微波背景的溫度，從而開始向宇宙微波背景釋放霍金輻射。黑洞會變得越來越小，最后黑洞蒸發(fā)，宇宙中只剩下純粹的能量。

在這個過程中，宇宙在大爆炸時處于低熵狀態(tài)。隨著宇宙的膨脹和演化，宇宙的熵變得越來越大。當所有物質(zhì)都轉(zhuǎn)化為能量時，宇宙的熵達到最高；黑洞蒸發(fā)并開始移出宇宙。除了熵之外，蒸發(fā)完成后熵也會被清除，新一輪的大爆炸將會開始。

彭羅斯利用共形變換，將體積無限小、密度和溫度無限高的宇宙初始奇點狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槊芏?、溫度和體積有限的時空。另一方面，他將未來拓展到了無限大的時空。它形成了一個尺度有限的時空，使兩個宇宙的端點和起點能夠平滑連接，從而形成一系列首尾相連的“宇宙弦”，回答了宇宙是什么的問題在此之前，由于時間的關(guān)系，我們無法回答。

這一系列的大爆炸相當于純能量（宇宙的起點，前一個宇宙的終點）——能量與物質(zhì)的混合狀態(tài)（宇宙的膨脹狀態(tài)，低熵-高熵-低熵）——純粹的能量（宇宙的終結(jié)，下一個宇宙的開始的循環(huán)）很簡單，而且我認為它相當美麗。

我很想找到一個現(xiàn)象來描述這種從無限大到無限小的轉(zhuǎn)變，但絞盡腦汁也想不出來。也許我只能用一個哲學概念來解釋。最大值是最小值，或者其他。的。

如何檢驗共形循環(huán)宇宙

然而，理論再精彩，最終還是需要實踐的檢驗。共形循環(huán)宇宙學理論的缺陷在于它無法被檢驗。經(jīng)過多年的研究，彭羅斯在宇宙微波背景中發(fā)現(xiàn)了至少6個霍金點。他認為這些大約8個月球直徑、略高于周圍溫度的圓點是先前宇宙中的超大質(zhì)量黑洞。留下的蒸發(fā)痕跡是在宇宙早期膨脹過程中形成的。

然而很多科學家認為，很難將一個永恒的無限宇宙融入到下一個永恒的超小宇宙中，而且這個理論要求宇宙中所有粒子的質(zhì)量消失，變成純粹的能量，這實在是難以想象。這在科幻小說中已經(jīng)有所體現(xiàn)。如果有人偷偷從上一個宇宙偷了一些物質(zhì)，下一個宇宙不是抓不到嗎？

其他科學家指出，多年來科學家們一直在仔細檢查宇宙微波背景，迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)任何特殊的熱點。所謂的霍金點并不存在。

看來，彭羅斯雖然獲得了諾貝爾物理學獎，但要讓更多人相信共形循環(huán)宇宙論，還有很長的路要走。即使這個問題解決了，我們?nèi)匀豢梢詥栂乱粋€問題，這個共形循環(huán)宇宙最初是如何產(chǎn)生的？

近年來，霍金輻射已成為黑洞理論的關(guān)鍵，并越來越與宇宙的未來聯(lián)系在一起。如果彭羅斯的理論成立，霍金輻射將是關(guān)鍵?；艚鹨簧茨塬@得諾貝爾獎。不說出來是一個巨大的遺憾。