不可思議的宇宙循環(huán)

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(shí)間的意義定義為宙。受限于科學(xué)技術(shù)水平，古人認(rèn)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(rèn)為宇宙是有邊界的，并從廣義相對(duì)論中推斷出宇宙的年齡大約是138億歲。根據(jù)宇宙大爆炸的理論，宇宙從一個(gè)奇點(diǎn)開始，現(xiàn)在已經(jīng)膨脹到直徑大約930億光年。而一個(gè)更加新奇的理論——宇宙循環(huán)，為我們打開了另一個(gè)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(shí)間及其內(nèi)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(zhì)等。普通物質(zhì)又包括大山、河流、空氣、行星、恒星和星系間物質(zhì)等。此外，宇宙還包括蘊(yùn)含在物質(zhì)和能量中的各種物理定律，例如能量守恒定律、力學(xué)定理、麥克斯韋方程等。

羅杰·彭羅斯的發(fā)現(xiàn)

早在20世紀(jì)，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者羅杰·彭羅斯就開始了對(duì)宇宙發(fā)展的研究。他的研究對(duì)象集中在黑洞的形成與變化。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究，他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，就是有些形成時(shí)間久遠(yuǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過宇宙的年齡。這真是一件不可思議的事情。

宇宙在循環(huán)

根據(jù)宇宙大爆炸理論和相對(duì)論的研究成果，宇宙誕生之前是一個(gè)奇點(diǎn)，大爆炸之后才會(huì)出現(xiàn)黑洞。如果彭羅斯和宇宙大爆炸理論都是對(duì)的，那這些超級(jí)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(huán)往復(fù)一樣，宇宙也在新生與消亡中進(jìn)行著大循環(huán)。宇宙不停地膨脹，會(huì)對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生影響，當(dāng)所有的物質(zhì)都變成能量體時(shí)，宇宙就又變成了最初的狀態(tài)，并開始新一輪的宇宙大爆炸。在宇宙循環(huán)過程中，黑洞不停消耗物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量體，等物質(zhì)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(jiān)持到了新宇宙的誕生。所以，這些黑洞的年齡就會(huì)比新誕生的宇宙要大很多。

請(qǐng)大膽猜一猜，我們現(xiàn)在所處的宇宙已經(jīng)循環(huán)到第幾輪了呢？