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宇宙棲身於黑洞中央,外面套著更大宇宙

我們處在宇宙的哪個角落?一些天文學家認為地球所在的宇宙區域比較空曠,這可能就是為什麼我們至今沒有發現其它智能生命。更有甚者認為,我們的宇宙實際上棲身於一個巨型黑洞內部。這個黑洞是一個規模更大的宇宙組成部分。

蟲洞藝術概念圖

這一瘋狂設想圍繞一種有關黑洞本質的另類理論展開。科學家普遍認為任何物質都無法逃脫黑洞的巨大吸力,甚至包括光線在內。這種理論導致了所謂的「黑洞信息悖論」。據信,物體的信息也被黑洞吸入並湮滅。這違背了量子力學的「幺正性」。根據幺正性原則,信息永遠不會徹底消失,某些痕迹將始終存在。

半人馬座A,內部潛伏著一個特大質量黑洞

為了破解信息悖論,一小群瘋狂的科學家提出了「我們的宇宙棲身於黑洞中央」的驚人理論。這種理論被稱之為「ER=EPR猜想」。ER就是愛因斯坦-羅森橋(蟲洞),而EPR就是EPR佯謬。雖然聽起來很瘋狂,但並非毫無意義。

大爆炸發生前存在所謂的「奇點」,即一個溫度和密度無限大的點,包含宇宙的所有物質。大爆炸造就了我們今天看到的不斷膨脹的宇宙。但很多物理學家認為這種事情不可能發生。

上世紀60年代,一小群物理學家認為真正孕育宇宙的是「大反彈」,而不是大爆炸。除了彎曲的時空,還存在所謂的「扭力」。這種力將粒子的旋轉考慮在內。在微觀尺度下,扭力導致空間結構的扭曲。一些科學家認為扭力甚至能夠抵消引力。隨著宇宙的膨脹,更多能量被消耗殆盡,更多物質進入宇宙,讓宇宙內的物質均勻分布。

黑洞是前往另一個宇宙的入口嗎?

更多物質的進入形成了更大的引力,並在某一時刻開始壓縮宇宙。不過,扭力阻止宇宙在某個特定點完全坍塌,導致宇宙反彈。這就像用力壓一個橡皮球而後鬆開。物理學家將其稱之為「大反彈」。大反彈可能發生了不止一次。每次反彈都會製造一個新的黑洞——實際上是一個蟲洞。蟲洞充當了前往另一個宇宙或者我們所在宇宙的另一角落的入口。這意味著一定存在一個更大規模的宇宙,將我們的宇宙囊括其中。

黑洞的拉伸效應能夠證明存在一個更大的宇宙。黑洞甚至會像俄羅斯套娃娃一樣,一層套一層,進而形成一個非常怪異的多元宇宙。這一理論與愛因斯坦預言的黑洞中央「時空奇點」截然不同。

除了黑洞,宇宙中還可能存在與之相對立的白洞

除了解答奇點問題,這一理論還能幫助我們揭示宇宙內的反物質為何少的可憐。大爆炸後創造的物質和反物質數量本應相等。然而,儘管我們進行了大量細緻觀測,但反物質卻是驚人稀少。

一種理論認為大爆炸創造的物質數量略多於反物質。物質和反物質原子相互吸引,彼此湮滅,最後只剩下少量物質。但問題是,沒有人能夠解釋物質數量為何超過反物質。根據ER=EPR猜想,物質衰變成電子和夸克,它們在宇宙中大量存在。反物質則衰變成神秘的暗能量。據信,暗能量不斷推動星系,讓宇宙的膨脹一直處在加速狀態。

按照ER=EPR猜想,黑洞是蟲洞系統的一部分。蟲洞由黑洞,白洞以及中間的一條管道連接組成。黑洞將物質吞入,白洞則將物質吐入一個新宇宙或者我們所在宇宙的另一個角落。2013年,普林斯頓大學的胡安·馬爾達西納和斯坦福大學的倫納德·索斯金德首次提出了這一猜想。該理論將量子遠距傳物與蟲洞結合在一起。

ER=EPR猜想能夠解釋量子糾纏

當兩個粒子糾纏在一起,便會發生遠距傳物。糾纏在兩個粒子發生交互並出現相同旋轉時出現。這種神秘交互將它們緊密聯繫在一起。即使它們分處宇宙的兩端,仍然互相關聯,此時的粒子能夠以超越光速的速度跨越之間的距離。這種令人驚異的現象如何發生?答案就是ER=EPR猜想。這個猜想能夠彌合量子力學和廣義相對論之間的裂縫,最終促成科學家夢寐以求的「萬物理論」。

黑洞與白洞之間的通道被形象地稱之為「咽喉」。在2017年《高能物理學-理論》雜誌刊登的一篇論文中,哈佛大學的高蘋(音)和丹尼爾·賈弗里斯以及斯坦福大學的亞倫·瓦爾將目光聚焦ER=EPR猜想。他們通過數學手段證明,如果兩個黑洞剛好排成一線,它們的獨特連接(直至量子層面)能夠維繫蟲洞的「咽喉」並讓它保持張開狀態。

來源:

http://bigthink.com/philip-perry/our-universe-resides-in-the-center-of-a-black-hole-this-theory-claims

翻譯:牛樹軍

責編:MY


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