牛津大學物理學家:宇宙遠比大爆炸久遠

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【大紀元2010年11月29日訊】(大紀元記者沙莉編譯報導)科學界普遍認為,宇宙誕生於距今137億年前的一次大爆炸,作為大爆炸的「餘燼」,微波背景輻射(CMB)均勻地分佈在整個宇宙空間。但是亞美尼亞埃里溫物理研究院的瓦赫•古薩德揚(Vahe Gurzadyan)和英國牛津大學的理論物理學家羅傑•彭羅斯(Roger Penrose)對宇宙微波背景輻射的分析顯示,宇宙在此之前就已經存在,並且經歷了無數的誕生和終結週期。137億年前的大爆炸只不過是最新的一輪循環。

科學家認為,大爆炸後大概三十萬年時,宇宙密度降低到了一個臨界值,光子逃脫了物質的束縛,散佈在空曠的宇宙中。這些自由的光子就是所謂的微波背景輻射。由於大爆炸之後一瞬間產生的暴漲,導致宇宙中的輻射呈現各向同性(幾乎均勻)的分佈。

然而,彭羅斯和古薩德揚此次發現了背景輻射中存在一種同心圓環結構,在這一結構中溫度的變化遠低於理論值,從而顛覆了大爆炸之後一瞬間產生暴漲的宇宙學標準理論。因為暴漲理論認為,太空溫度變化應呈現高斯分佈即隨機分佈,而沒有有跡可尋的結構。

彭羅斯解釋說,CMB中圓環結構的發現表示我們生活於一個循環不止的宇宙中,宇宙終結時即「一世」(aeon)的結束,但是它會立即引發新的大爆炸,從而產生新的「一世」,也就是一個新的宇宙週期,這樣循環下去。此次發現的圓環結構可能就是我們這「一世」宇宙以前舊「一世」遺留下來的痕跡,由超大質量黑洞之間的碰撞產生。黑洞碰撞造成引力波的不均衡,在時空裡產生漣漪。這些引力波呈球形均勻分佈。

根據彭羅斯的計算,前「一世」引力波進入這「一世」後,它們被轉換成能量脈衝,該能量脈衝均勻地衝擊了暗物質。暗物質是佔宇宙質量80%餘的不可見物質。彭羅斯說,衝擊邊緣的暗物質呈現均勻分佈,看起來就像宇宙微波背景中的圓環,而且是非常規則的圓環。

低熵狀態(或者高度有序狀態)是形成宇宙複雜物質的前提條件。週期宇宙模型則認為,當一個宇宙膨脹至最大限度時,黑洞將被蒸發,同時它們內部吞噬存儲的所有信息也將消失,從宇宙中移除熵值。因此,新的「一世」以低熵值狀態開始。

彭羅斯和古薩德揚分析NASA的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)和氣球回飛BOOMERanG實驗收集的數據時發現,每個圓環都存在低於平均水平的溫度變化。WMAP探測器連續九年拍攝全天微波背景輻射的溫度漲落,BOOMERanG實驗則研究部分太空的微波背景輻射。兩個實驗均發現了類似的圓環結構,排除了由於設備誤差導致觀測失誤的可能性。

彭羅斯的理論,引發一些學者質疑。宇宙的循環週期也是待解之迷。彭羅斯說,歐洲航天局的普朗克項目正在繪製詳盡的最新宇宙微波背景圖,將可提供更多資料,驗證他的理論

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