在傳統(tǒng)宇宙學(xué)中,,宇宙常數(shù)的數(shù)值,、以及初始波動的強(qiáng)度被視作兩個無關(guān)的數(shù)字。畢竟一個涉及到宇宙的開端,另一個則關(guān)系到宇宙的尾聲,,兩者相差140億年,。不僅如此,標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)并未從基本法則的角度解釋這兩個數(shù)字,。傳統(tǒng)宇宙模型完全沒有提到宇宙常數(shù)的數(shù)值,,即使做了預(yù)測,結(jié)果也完全不合理,。至于初始波動的強(qiáng)度,,最流行的做法是通過一類描述宇宙早期快速膨脹的模型進(jìn)行解釋。但這些模型的問題在于,,人們可以按自己的意思來設(shè)計模型,、從而取得任何想要的結(jié)果,因此完全無法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,。
理論物理學(xué)家,、宇宙學(xué)家薩努·帕德馬納班(Thanu Padmanabhan)近日與女兒漢莎·帕德馬納班(Hamsa Padmanabhan)、以及蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的托馬拉·費(fèi)羅(Tomalla Fellow)一起,,將這兩個數(shù)字與“宇宙發(fā)生說”(cosmogenesis)聯(lián)系到了一起,,并對它們的具體數(shù)值做了解釋。他們在論文中解釋道,,宇宙常數(shù)的存在,、以及它極其微小的數(shù)值,可以被視作宇宙時空所含信息內(nèi)容的直接結(jié)果,。另外,,他們的分析還得出了早期宇宙中微弱波動強(qiáng)度和形狀的正確數(shù)值。
宇宙大爆炸大概算是標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)最著名的元素之一,,但并不討科學(xué)家的歡心,。因?yàn)閻垡蛩固构街忻枋龅挠钪鏄?biāo)準(zhǔn)模型在大爆炸所提供的條件下無法成立。宇宙大爆炸認(rèn)為,,宇宙的密度和溫度曾達(dá)到過無限高,,即物理學(xué)家所說的“奇點(diǎn)”狀態(tài)。
但如果根本沒有奇點(diǎn)呢,?從上世紀(jì)60年代起,,物理學(xué)家就一直試圖在描述宇宙時繞開宇宙大爆炸,想要將引力理論和量子理論統(tǒng)一起來,、建立所謂的量子引力理論。物理學(xué)家約翰·惠勒(John Wheeler)和布萊斯·德維特(Bryce deWitt)率先對這種想法加以應(yīng)用,,提出了宇宙“預(yù)幾何相”假說(pre-geometric phase),,認(rèn)為從某種暫時還未知的結(jié)構(gòu)中、尚未演變出時間和空間的概念。在此之后,,物理學(xué)家對量子宇宙學(xué)展開了進(jìn)一步研究,,試圖用量子的語言描述一個簡單的宇宙模型。近幾十年來,,科學(xué)家們提出了幾種有所不同,、但又相互聯(lián)系的宇宙“預(yù)幾何相”概念。這些模型的共同點(diǎn)是,,都認(rèn)為經(jīng)典宇宙不曾經(jīng)歷“奇點(diǎn)”,,而是從預(yù)幾何相直接過渡到了愛因斯坦公式所描述的時空狀態(tài)。構(gòu)建這樣一種模型的困難之處在于,,我們目前的量子引力理論還不夠完整,,因此無法詳細(xì)描述宇宙的預(yù)幾何相模型。
大約137億年前,,我們所知的宇宙在空間和時間上,,從一個無限高溫和密集的奇點(diǎn)開始膨脹。但目前專家最新研究稱,,我們很可能永遠(yuǎn)不知道宇宙是如何膨脹誕生的,。
在中科院紫金山天文臺,,暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)在通過暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”的觀測數(shù)據(jù)完成的一張伽馬射線天圖前