據(jù)英國《每日郵報》報道，宇宙的誕生過程可能并非我們原先設(shè)想的那樣激烈。根據(jù)一項最新研究，宇宙在誕生過程中可能經(jīng)歷過反復(fù)的膨脹和收縮，宇宙從一種狀態(tài)切換為另一種狀態(tài)，卻始終沒有發(fā)生徹底的塌縮。
這一最新的理論被稱為“大反彈”理論（Big Bounce），該理論其實已經(jīng)經(jīng)歷了很長時間的討論，但最近科學(xué)家們發(fā)展出一種模型，能夠證明為何這一理論的確是具備現(xiàn)實可能性的，從而允許一個新的宇宙從先前的收縮狀態(tài)過渡為膨脹狀態(tài)并不斷成長。
▲宇宙的誕生過程可能并非我們原先設(shè)想的那樣激烈。根據(jù)一項最新研究，宇宙在誕生過程中可能經(jīng)歷過反復(fù)的膨脹和收縮，宇宙從一種狀態(tài)切換為另一種狀態(tài)，卻始終沒有發(fā)生徹底的塌縮
▲長期以來，宇宙誕生于一次大爆炸的觀念深入人心，但最近有研究組認(rèn)為宇宙可能是從上一個宇宙的收縮中逆轉(zhuǎn)膨脹而來的，并將其稱之為“大反彈”。圖為宇宙微波背景輻射（CMB），它被認(rèn)為是宇宙大爆炸理論的堅實證據(jù)之一
▲研究組認(rèn)為，宇宙更像誕生于一次‘大反彈’，在此過程中宇宙從前一個收縮的階段逆轉(zhuǎn)為膨脹階段。隨著研究工作的繼續(xù)深入，科學(xué)家們正期待著能夠運用這一模型解釋宇宙中其他很多元素的起源問題，比如星系是如何誕生的
科學(xué)界普遍認(rèn)同這樣一種觀點，即宇宙當(dāng)前的膨脹是大爆炸的產(chǎn)物，最初的宇宙從一個致密高溫的“點”爆炸膨脹而成為今天的宇宙。
物理學(xué)家們自從1922年起就已經(jīng)開始探討關(guān)于“大反彈”理論的可能性，然而由于該理論一直無法解釋宇宙究竟如何在膨脹和收縮兩種狀態(tài)之間切換而不會導(dǎo)致自身完全崩潰，因此一直無法得到學(xué)術(shù)界的接受。
而在這項發(fā)表在《物理評論快報》上的最新研究中，研究人員指出，早期宇宙中的所有粒子都應(yīng)當(dāng)是由量子力學(xué)原理支配的。這一機(jī)制有很多重要的結(jié)果，比如它讓原子的存在成為可能，并防止電子在圍繞原子核運動時失去能量并消亡。
但盡管亞原子粒子遵循量子力學(xué)原理，但更宏觀的物質(zhì)則不會遵循，從而打破平衡。研究人員認(rèn)為，在早期宇宙中，整個宇宙都應(yīng)該適用同一種物理學(xué)原理。因此，科學(xué)家們認(rèn)為，宇宙不會在收縮階段一直收縮下去一直到自身的崩潰，量子力學(xué)原理會使其避免這樣的結(jié)果。
倫敦帝國學(xué)院的史蒂芬·吉倫（Steffen Gielen）博士是相關(guān)研究論文的作者之一，他指出：“當(dāng)事情開始崩潰時，量子力學(xué)會拯救我們。它阻止電子掉落原子核并導(dǎo)致整個原子結(jié)構(gòu)的崩塌，因此它或許也能夠拯救早期宇宙，使其避免類似大爆炸或者大擠壓這樣極其暴烈的開始或結(jié)局?！?/p>
這項研究的基礎(chǔ)是假定早期宇宙存在共形對稱性，并由量子力學(xué)原理所支配。同時在模型中也考慮了其他一些影響相對較小的因素，比如輻射以及幾乎沒有“常規(guī)物質(zhì)”存在的情況。
根據(jù)這一模型，研究人員猜測我們所在的這個宇宙很有可能是從前一個收縮的宇宙中誕生的。這就意味著宇宙可能并非從一個物理學(xué)定律全部失效的“點”上經(jīng)由大爆炸而來，那樣一副情景代表的是完全的崩塌。
加拿大圓周理論物理研究所的尼爾·圖洛克（Neil Turok）博士同樣參與了這項研究工作，他說：“我們這項工作帶來的一大驚喜便是，我們能夠基于對早期宇宙的非常合理且對所涉及的物質(zhì)情況做出最少猜測的情況下，對涉及宇宙大爆炸的早期宇宙從量子力學(xué)層面上進(jìn)行描述?！彼f：“在這樣的情況下，我們發(fā)現(xiàn)宇宙更像誕生于一次‘大反彈’，在此過程中宇宙從前一個收縮的階段逆轉(zhuǎn)為膨脹階段。”
隨著研究工作的繼續(xù)深入，科學(xué)家們正期待著能夠運用這一模型解釋宇宙中其他很多元素的起源問題，比如星系是如何誕生的。對此，吉倫博士指出：“我們的模型能夠給出關(guān)于大爆炸理論的可能解釋方案，這也開啟了對于宇宙形成全新解釋的大門?！?/p>
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