在希望的原野上 播撒梦想的种子 ...分享 http://blog.sciencenet.cn/u/readnet 猫眼看网路: 你上网了吗? 钟送黄昏鸡报晓 忙处人多闲处少

博文

宇宙开端于虚数时间? —— 霍金的“虚数时间Ψ”

已有 13835 次阅读 2011-5-13 15:31 |个人分类:科学八卦|系统分类:科普集锦| 时间, 相对论, 空间, 虚数, 霍金

 

 

宇宙有一个无限的过去,还是有一个“开端”?

 

这可以说是科学家们长期以来就在绞尽脑汁思考的一个终极问题。

进入20世纪以来,被称为“宇宙论”的一门学科发展迅速。

根据宇宙论的研究,关于宇宙的起源,今天基本上有了一个如下的共识:

 

我们的宇宙日复一日不停地在膨胀。

这意味着,在极其遥远的过去,宇宙应该是被挤压在一个极端微小的区域。

按照最新观测结果推算,这个宇宙开始于约137亿年前。”

 

那么,这个“宇宙的开始”能够用物理学加以说明吗?

 

20世纪60年代,霍金与同是英国物理学家的罗杰·彭洛斯(1931-)共同证明了一个叫做“奇点定理”的定理。这个定理的要点是:“如果认为在宇宙之初宇宙只有极其微小的大小,那么,在那样一个微小的宇宙中,广义相对论会失效,不能使用

 

既然如此,那该怎么办呢?

霍金想出了一个新奇的主意,他指出:

“宇宙之初存在的是一种虚数时间,是在不久之后才改变为实数时间的”。

霍金认为,有了这种“虚数时间”的假定,我们便仍然可以在广义相对论的框架内来讨论宇宙的开始。

 

宇宙之初流动的真的是虚数时间吗?

遗憾的是,没有办法证实。

提出虚数时间的意义在于,如果想象存在着一种虚数时间

那么,宇宙起源这个终极问题便也能够得到答案。

 

难道宇宙之初流动的是虚数时间,后来才变成实数时间?

 

 

为什么需要“虚数时间”?

 

美国特福兹大学的亚历山大·维兰金博士(1949-)在1982年发表了他的“宇宙由虚无创生论”,那就是基于存在虚数时间的假设提出的一种宇宙起源假说。由于虚无发生涨落而诞生出来的宇宙种子本来是不能够翻越能量“山”的,但是,如果流动的是虚数时间的话,就能够翻越。这种现象可以用量子力学的“隧道效应”来解释,然而其实质却是前面介绍的在虚数时间世界“苹果向上坠落”。换句话说,当流动的是虚数时间时,力倒转方向,能量“山”变成了能量“谷”。因此,宇宙种子能够顺利地通过能量壁垒。

 

另外,霍金在1983年还同哈特尔博士一起发表了一种“无边界假说”。该假说认为,如果假想在宇宙之初曾经有过虚数时间的话,那么,在那样的宇宙中,空间和时间经没有区别(道理与前面介绍的闵可夫斯基的虚数时间相同)。这样一来,宇宙的开端经没有任何特别之处,同时也就消除了导致广义相对论失效的“奇点”。

 

 

“宇宙开端”之谜也许可以利用“虚数时间”得到说明

 

 

 

扩展阅读

 

没有虚数i,就无法描述单个电子的行为 —— “量子力学”与虚数

 

 
 
摘要 现代物理学告诉我们,宇宙可能是有穷的时空也可能是离散而非连续的,但在现代数学中我们似乎有着非常确定的、关于某些无穷和连续的数学对象和结构的真理。这些独立于物质世界的数学对象和结构果真存在吗?数学定理果真是关于它们的客观真理?我们的物质性的、有限的大脑又如何真的可能认识那些独立于物质世界的、而且是无穷的事物?也许不应该以这种方式理解数学真理?这是令当代西方一些哲学家困惑的一个问题。本文的目的是向哲学专业以外的读者介绍近代与当代一些哲学家对这个问题的思考,并作一些评述。
关键词 数学哲学  真理  数理逻辑  康德  弗雷格  哥德尔  卡尔纳普  蒯因

作者简介:叶峰,普林斯顿大学哲学博士,北京大学哲学系副教授

 

 

陈钊 宇宙确实有质心

已有 42 次阅读 2011-5-18 12:58 |系统分类:科研笔记

有些议论认为宇宙没有中心或处处是中心,深思后,发觉存在漏洞。

为了简便计,这里只考虑质心。

现有观测还不能给出河外星系的全部质量分布(因为银河悬臂的遮挡),但是从已经有的资料看,大尺度上星系分布虽然是均匀的,但质量分布很可能是不均匀的。 质心不一定位于观测者的位置。(见图,红色线上“空泡”比较多,蓝色线上星系比较多,且遭遇星系较多的方位都位于同一侧)

(无论参考系如何选取),如果是初速度为0,合外力为0的力学系统的话,这个系统的质心是不随时间改变的,这个结论在狭义相对论和经典力学都成立,但我不知道在广义相对论是否也成立?

星系分布

 
发表评论 评论 (3 个评论)
举报[3]周少祥  2011-5-18 13:45
你只能站在宇宙之内,何以跑到宇宙之外去了?

何言质心或中心?凭什么?
 
举报[2]xiaojy  2011-5-18 13:28
我也曾试图考虑这样高深的问题,但后来发现“我的智力不适合这个”
 
举报[1]xiaojy  2011-5-18 13:26
太高深了,看不懂,需要科普。
 
 


https://blog.sciencenet.cn/blog-278395-443771.html

上一篇:圆偏振光与12原色的世界
下一篇:地震时空探秘20110511
收藏 IP: 117.136.0.*| 热度|

4 鲍得海 吴吉良 周可真 vigorous

发表评论 评论 (6 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-23 19:52

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部