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物理學家質疑霍金,認為時間在大爆炸之前就存在了

在大爆炸之前,到底有沒有時間存在?剛剛過世的霍金在不久前做客一檔節目,給出一個答案,他說:「我們所經歷的真實時間在大爆炸後才出現」

但是一直研究時間在宇宙中的流動問題的兩個物理學家團隊卻認為,大爆炸之前是存在時間的。

他們提出:約 140 億年前,大爆炸可能會形成第二個宇宙,在這個宇宙上,時間是反向流動的。

鏡子宇宙 mirror universe

研究人員表示,從我們現在的視角看鏡子宇宙,時間是從未來流向過去的,與我們常識中的時間流動方向恰好相反。

物理學家通過幾十年的研究得出了一個結論:沒有一項定律說時間一定是向前流動的。

無論是牛頓的萬有引力,麥克斯韋的電動力學,愛因斯坦的狹義和廣義相對論和量子力學,所有公式都說明,不管時間是向前流動還是向後流動,宇宙都能很好地工作。

時間之矢 arrow of time

早在 1927 年,英國天體物理學家 Arthur Eddington 提出了「時間之矢」的存在,一個稱為熱力學的物理學分支為人們解釋了這個現象。

熱力學第二定律指出,在任何獨立的系統中(比如宇宙),熵(或障礙)都要增加,因此無論時間之矢向前還是向後移動,事物都是向熵增加的方向移動。

我們對宇宙和其時間之矢的理解是:我們的宇宙就像是個雞蛋,但是大爆炸發生後,雞蛋破碎四濺,從而產生了很多熵,變成了高熵狀態。

放大到整個宇宙,科學家認為,定義未來依據的是:以熵增加的方向為時間流動的方向。

從這個角度理解的話便可以將時間倒退到大爆炸前,那時的宇宙一定會有很少的熵。

但是,如果宇宙大爆炸的確是時間的起點,那麼就無法再繼續進行研究了,但如果真的是這樣,為什麼宇宙有這麼低的熵?

重力 gravity

Julian Barbour 和同事在 2014 年發表的論文稱:時間之矢受重力影響,不是熱力。

他們做了一個試驗,模擬了最簡單的宇宙環境,然後發現由計算機模擬的 1,000 顆粒都受牛頓引力支配。

他們發現,由於重力作用,顆粒之間沒有了距離,它們就會以不同的方向進行擴張運動,這也就是時間可以在宇宙中向前或者向後流動的原因。

Barbour 說,「如果以粒子的雙重方向擴張得出的這個理論是正確的,那麼大爆炸後還會形成一個時間方向和我們相反的宇宙」。而這便是鏡子宇宙。

加州理工學院的 Sean Carroll 和美國麻省理工學院(MIT)Alan Guth,兩位物理學家都提出了相似的結論。

在這個模型中,他們創造了一個有限的粒子云,將它扔進了無限的宇宙中。很快就產生了兩種不同方向的時間箭頭,一半走向熵增加,而另一半在轉向混沌之前聚集在中心,減少熵。

Sokol 說,「最終整個粒子云擴張,熵也隨之增加」 。或許這個低熵的中間區域很好的解釋了大爆炸的成因,也說明宇宙不是時間的起點。

[1]:https://www.sciencealert.com/general-relativity-applied-to-big-bang-finds-not-the-start-of-everything


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