尺度 奇点大爆炸的瞬间到底发生了什么?为何很快就炸出那么大的宇宙?( 二 )
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现有对宇宙暴涨猜想的多种模型,都需要将宇宙增长到大非常宏观的级别作为基础,这样方可将奇点大爆炸时普朗克长度(约为1.6×10-35米)上的微观物质区别,放大到非常宏观的尺度来研究探讨,然而我们对普朗克长度及以下的微观物理机制并不掌握,甚至连“入门”都谈不上,这个基础没有,如何使得宇宙暴涨模型成立有效呢?如果这个问题解决不了,那么暴涨理论岂不永远是猜想?
跨普朗克猜想
或许这个问题,在相当长时间内或者永远也不会找到答案,但这阻止不了科学家们的思考。有科学家提出了“跨普朗克猜想“,即猜测物理机制在一切小于普朗克长度下的情景。
因为处在宏观世界的我们,永远“看不到”跨普朗克尺度下所发生的一切事情,即使物理学家们创立了量子理论,但跨普朗克尺度下的微观世界,也永远不可能进入到宏观世界中。所以,在很多宇宙暴涨理论中,都依赖于“有效场”进行研究,试图从低能量的情况入手,来研究高能量、微观小尺度下的物理机制。但有科学家对基于“跨普朗克”的“有效场”理论也提出了质疑,因为我们按照这种方式来解释暴涨过程,由于暴涨的时间非常快,我们一切的观察,都会打破原有的普朗克尺度世界,而是不可避免地将其“暴露”在宏观世界面前。
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弦理论是否可以解决?
为了解决微小尺度与宏观尺度的“融合”问题,科学家们创立了“弦理论”,该理论认为,自然界中组成物质的基本单元,并非是电子、光子、夸克等占据空间的点状粒子,而是非常非常细小的一维“弦”,通过弦的振动和运动,产生出了各种不同的粒子,能量和物质在弦振动的过程中发生转化。虽然弦理论从目前看,也是一种猜想,并未得到证实,但是它有可能是能够将经典物理与量子物理统一起来的理论。
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【 尺度|奇点大爆炸的瞬间到底发生了什么?为何很快就炸出那么大的宇宙?】在弦理论的一个分支领域“弦气体模型”中,对宇宙快速暴涨的原因也做出了阐释。该模型认为,宇宙的形成和发展过程中,根本没有经历过所谓的快速暴涨期,虽然也有膨胀过程,但是要缓慢和温和很多,并且在普朗克尺度下的波动,也没有“暴露”在宏观宇宙中,这一点与跨普朗克猜想相符合。但是,宇宙暴涨的猜测,与弦理论下关于多元宇宙的观点却不兼容,走出这个“沼泽地”仍任重道远。
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