倪春



充滿智慧的中國人很久以前就開始探索人與自然的奧秘。他們將空間的意義定義為宇,將時間的意義定義為宙。受限于科學技術水平,古人認為宇是無限大的,宙是無始無終的。
隨著科技水平的提高,人們開始認為宇宙是有邊界的,并從廣義相對論中推斷出宇宙的年齡大約是138億歲。根據宇宙大爆炸的理論,宇宙從一個奇點開始,現在已經膨脹到直徑大約930億光年。而一個更加新奇的理論——宇宙循環,為我們打開了另一個宇宙觀。
宇宙的組成小檔案
宇宙在物理意義上被定義為所有的空間和時間及其內涵。宇宙包括了各種形式的所有能量,比如我們熟知的聲音、光線、電磁波、普通物質等。普通物質又包括大山、河流、空氣、行星、恒星和星系間物質等。此外,宇宙還包括蘊含在物質和能量中的各種物理定律,例如能量守恒定律、力學定理、麥克斯韋方程等。
羅杰·彭羅斯的發現
早在20世紀,諾貝爾物理學獎獲得者羅杰·彭羅斯就開始了對宇宙發展的研究。他的研究對象集中在黑洞的形成與變化。經過長期的研究,他發現了一個奇怪的現象,就是有些形成時間久遠的黑洞,其年齡要比宇宙的年齡還大。甚至,有些黑洞的年齡遠遠超過宇宙的年齡。這真是一件不可思議的事情。
宇宙在循環
根據宇宙大爆炸理論和相對論的研究成果,宇宙誕生之前是一個奇點,大爆炸之后才會出現黑洞。如果彭羅斯和宇宙大爆炸理論都是對的,那這些超級古老的黑洞是怎么回事呢?
彭羅斯給出了答案:如同生物生命的生老病死、循環往復一樣,宇宙也在新生與消亡中進行著大循環。宇宙不停地膨脹,會對物質產生影響,當所有的物質都變成能量體時,宇宙就又變成了最初的狀態,并開始新一輪的宇宙大爆炸。在宇宙循環過程中,黑洞不停消耗物質轉化為能量體,等物質消耗殆盡后,黑洞也就慢慢消亡了。不過也有一些特別巨大的黑洞,巨大的能量讓它們堅持到了新宇宙的誕生。所以,這些黑洞的年齡就會比新誕生的宇宙要大很多。
請大膽猜一猜,我們現在所處的宇宙已經循環到第幾輪了呢?