来自边缘的理论。在科学动物园

内容

反对“科学排斥”
什么物理学家席卷了地毯

边界科学至少有两种理解方式。首先，作为健全的科学，但在主流和范式之外。其次，就像所有与科学几乎没有共同之处的理论和假设一样。

大爆炸理论也曾经属于小科学领域。他是40年代第一个说话的人。 弗雷德霍伊尔，恒星演化理论的创始人。他在无线电广播中这样做（1），但在嘲笑中，目的是嘲笑整个概念。当发现星系彼此“逃跑”时，这个诞生了。这导致研究人员认为，如果宇宙正在膨胀，那么它必须在某个时候开始。这种信念构成了现在占主导地位且普遍不可否认的大爆炸理论的基础。反过来，膨胀机制由另一个解释，目前大多数科学家也没有争议。 通货膨胀理论. 在牛津天文学词典中，我们可以读到大爆炸理论是：“解释宇宙起源和演化的最广泛接受的理论。根据大爆炸理论，从奇点（高温和高密度的初始状态）出现的宇宙从这一点开始膨胀。”

反对“科学排斥”

然而，并不是每个人，即使是在科学界，都对这种事态感到满意。在几年前来自世界各地（包括波兰）的 XNUMX 多位科学家签署的一封信中，我们特别读到，“大爆炸是基于”越来越多的假设实体：宇宙膨胀，非- 极地物质。（暗物质）和暗能量。 (…) 大爆炸理论的观察和预测之间的矛盾通过添加这样的实体来解决。无法或未被观察到的生物。 ......在任何其他科学分支中，对此类对象的反复需求至少会引发对基础理论有效性的严重质疑——如果该理论因其不完善而失败。 »

“这个理论，”科学家们写道，“需要违反两个公认的物理定律：能量守恒定律和重子数守恒（指出等量的物质和反物质由能量组成）。 “

结论？ “（……）大爆炸理论并不是描述宇宙历史的唯一基础。对于空间中的基本现象也有其他解释。，包括：轻元素的丰度、巨结构的形成、背景辐射解释、哈勃连接。直到今天，这些问题和替代解决方案还不能自由讨论和测试。开放的思想交流是大型会议最缺乏的。 ……这反映了一种日益增长的教条主义思想，与自由科学探究的精神格格不入。这不可能是一个健康的情况。”

也许那些对大爆炸产生怀疑的理论虽然被归入边缘地带，但出于严肃的科学原因，应该受到保护，以免被“科学排斥”。

什么物理学家席卷了地毯

所有排除大爆炸的宇宙学理论通常都会消除暗能量这个令人头疼的问题，将光速和时间等常数转化为变量，并寻求统一时间和空间的相互作用。近年来的一个典型例子是台湾物理学家的提议。在他们的模型中，从许多研究人员的角度来看，这是相当麻烦的。 暗能量消失. 因此，不幸的是，人们不得不假设宇宙既没有开始也没有结束。该模型的主要作者，国立台湾大学的 Wun-Ji Szu 将时间和空间描述为不是独立的，而是可以相互互换的密切相关的元素。这个模型中的光速和引力常数都不是常数，而是随着宇宙膨胀而将时间和质量转化为大小和空间的因素。

舒的理论可以被认为是一种幻想，但是一个膨胀的宇宙模型与过量的暗能量导致它膨胀引发了严重的问题。有人指出，在这一理论的帮助下，科学家们“掩盖了”能量守恒定律的物理定律。台湾的概念并不违反能量守恒定律，但反过来又存在微波背景辐射的问题，被认为是大爆炸的残余。

去年，两位来自埃及和加拿大的物理学家的演讲广为人知，基于新的计算，他们发展了另一个非常有趣的理论。根据他们 宇宙一直存在 - 没有大爆炸。基于量子物理学的这一理论似乎更具有吸引力，因为它一举解决了暗物质和暗能量的问题。

2. 量子流体的可视化

来自 Zewail City of Science and Technology 的 Ahmed Farag Ali 和来自 Lethbridge 大学的 Saurya Das 进行了尝试。 将量子力学与广义相对论相结合. 他们使用了教授开发的方程。加尔各答大学的 Amal Kumar Raychaudhuri，这使得预测广义相对论中奇点的发展成为可能。然而，经过多次修正，他们注意到实际上它描述的是一种“液体”，由无数微小的粒子组成，可以说是充满了整个空间。长期以来，解决重力问题的尝试将我们引向假设 引力子 是产生这种相互作用的粒子。根据 Das 和 Ali 的说法，正是这些粒子可以形成这种量子“流体”（2）。借助他们的方程式，物理学家追溯了“流体”进入过去的路径，结果证明 13,8 万年前确实没有让物理学感到麻烦的奇点，但是宇宙似乎永远存在。在过去，它确实更小，但它从未被压缩到之前提出的空间中的无穷小点。.

新模型还可以解释暗能量的存在，暗能量有望通过在宇宙内部产生负压来推动宇宙膨胀。在这里，“流体”本身会产生一种小力，将空间向外扩展，进入宇宙。这还没有结束，因为在这个模型中确定引力子的质量让我们能够解释另一个谜团——暗物质——它应该对整个宇宙产生引力效应，同时保持不可见。简单地说，“量子液体”本身就是暗物质。

3. WMAP 的宇宙背景辐射图像

我们有大量的模型

在过去十年的后半段，哲学家 Michal Tempczyk 厌恶地表示： “宇宙学理论的经验内容很少，它们预测的事实很少，并且基于少量的观测数据。”. 每个宇宙模型在经验上都是等效的，即基于相同的数据。标准必须是理论上的。我们现在拥有比以往更多的观测数据，但宇宙学信息库并没有大幅增加——这里我们可以引用来自 WMAP 卫星 (3) 和普朗克卫星 (4) 的数据。

霍华德·罗伯逊和杰弗里·沃克独立组建 膨胀宇宙的度量. Friedmann 方程的解与 Robertson-Walker 度量一起形成所谓的 FLRW 模型（Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker 度量）。随着时间的推移和补充，它具有宇宙学标准模型的地位。该模型在随后的经验数据中表现最佳。

当然，已经创建了更多模型。创建于 30 年代 亚瑟米尔恩的宇宙学模型，基于他的运动学相对论。它本应与爱因斯坦的广义相对论和相对论宇宙学竞争，但米尔恩的预测结果被简化为爱因斯坦场方程 (EFE) 的解之一。

4 普朗克太空望远镜

也是在这个时候，相对论热力学的创始人理查德托尔曼提出了他的宇宙模型 - 后来他的方法被推广并且所谓的 型号 LTB （勒梅特-托尔曼-邦迪）。这是一个非均匀模型，具有大量自由度，因此对称度较低。

FLRW 模型的激烈竞争，现在它的扩展， ZhKM模型，其中还包括 lambda，即所谓的宇宙常数，负责加速宇宙的膨胀和冷暗物质。它是一种非牛顿宇宙学，由于无法应对宇宙背景辐射（CBR）和类星体的发现而被搁置。这个模型提出的物质从无到有的出现也遭到了反对，尽管有一个数学上令人信服的理由。

也许最著名的量子宇宙学模型是 霍金和哈特尔的无限宇宙模型. 这包括将整个宇宙视为可以用波函数描述的东西。随着成长 超弦理论 试图在此基础上建立一个宇宙学模型。最著名的模型是基于更一般的弦理论版本，即所谓的 我的理论. 例如，您可以替换 兰德尔-桑德鲁姆模型.

5. 多元视野

多元宇宙

一系列前沿理论中的另一个例子是多元宇宙（5）的概念，它基于麸皮宇宙的碰撞。据说这种碰撞会导致爆炸并将爆炸的能量转化为热辐射。在这个模型中包含暗能量，也曾在暴胀理论中使用了一段时间，这使得构建循环模型（6）成为可能，例如，以脉动宇宙的形式，之前多次被拒绝。

6. 振荡循环宇宙的可视化

这个理论的作者，也被称为宇宙火模型或膨胀模型（来自希腊 ekpyrosis - “世界之火”），或大崩溃理论，是剑桥大学和普林斯顿大学的科学家 - Paul Steinhardt 和 Neil Turok . 据他们说，最初的空间是一个空旷而寒冷的地方。没有时间，没有精力，无论如何。只有相邻的两个扁平宇宙的碰撞引发了“大火”。然后出现的能量引起了大爆炸。该理论的作者还解释了当前的宇宙膨胀。大崩盘理论认为，宇宙的当前形态归因于它所在的所谓的一个与另一个的碰撞，以及碰撞的能量转化为物质。正是由于相邻的双胞胎与我们的双胞胎碰撞，形成了我们所知道的物质，我们的宇宙开始膨胀。. 也许这种碰撞的循环是无止境的。

大崩盘理论得到了一群著名的宇宙学家的认可，其中包括斯蒂芬霍金和 CMB 的发现者之一吉姆皮布尔斯。普朗克任务的结果与周期性模型的一些预测一致。

虽然这些概念在古代就已经存在，但今天最常用的“多元宇宙”一词是 1960 年 60 月由英国星际学会苏格兰分会副主席安迪·尼莫创造的。多年来，该术语已被正确和错误地使用。 XNUMX 年代后期，科幻作家迈克尔·摩尔科克称它为世界的集合。在阅读了他的一部小说之后，物理学家大卫·多伊奇在他的科学工作（包括休·埃弗雷特对多世界量子理论的发展）中使用了这个意义上的它来处理所有可能宇宙的总体——这与安迪·尼莫的原始定义相反。这项工作发表后，这个消息在其他科学家中传播开来。所以现在“宇宙”是指一个受某些规律支配的世界，而“多元宇宙”是所有宇宙的假设集合。

7. 多元宇宙中存在的假设宇宙数量。

在这个“量子多元宇宙”的宇宙中，可能运行着完全不同的物理定律。加利福尼亚州斯坦福大学的天体物理学家宇宙学家计算出可能存在 1010 个这样的宇宙，其中 10 的幂被提高到 10 的幂，而后者又被提高到 7 的幂 (7)。由于零的数量超过了可观测宇宙中的原子数量（估计为 1080），因此这个数字不能写成十进制形式。

衰败的真空

在 80 年代初期，所谓的 膨胀宇宙学 Alan Guth，美国物理学家，基本粒子领域专家。为了解释 FLRW 模型中的一些观测困难，她在跨越普朗克阈值（大爆炸后 10-33 秒）后在标准模型中引入了一段额外的快速膨胀期。 1979 年，古斯在研究描述宇宙早期存在的方程时，注意到了一些奇怪的东西——假真空。它与我们对真空的认识不同，例如，它不是空的。而是一种物质，一种能够点燃整个宇宙的强大力量。

想象一块圆形的奶酪。让它成为我们的 假真空 在大爆炸之前。它具有我们称之为“排斥引力”的惊人特性。这是一种如此强大的力量，以至于真空可以在几分之一秒内从原子的大小扩展到星系的大小。另一方面，它可以像放射性物质一样衰变。当部分真空破裂时，会产生一个不断膨胀的气泡，有点像瑞士奶酪上的洞。在这样的气泡孔中，会产生虚假真空——极热且密集的颗粒。然后它们爆炸，这就是创造我们宇宙的大爆炸。

出生于俄罗斯的物理学家亚历山大·维兰金在 80 年代初意识到的重要一点是，没有任何空洞会受到所讨论的衰变的影响。 “这些气泡膨胀得非常快，”维伦金说，“但它们之间的空间膨胀得更快，为新的气泡腾出空间。” 代表着一旦宇宙膨胀开始，它就永远不会停止，随后的每个泡沫都包含下一次大爆炸的原材料。因此，我们的宇宙可能只是在不断扩大的虚假真空中不断出现的无数宇宙之一。. 换句话说，它可能是真实的 宇宙大地震.

几个月前，欧空局的普朗克太空望远镜在“宇宙边缘”观察到一些科学家认为可能是神秘的更亮点 我们与另一个宇宙相互作用的痕迹. 例如，分析来自加利福尼亚中心天文台的数据的研究人员之一 Ranga-Ram Chari 说。他注意到普朗克望远镜测绘的宇宙背景光（CMB）中有奇怪的亮点。该理论认为存在一个多元宇宙，其中宇宙的“气泡”在膨胀的推动下迅速增长。如果种子气泡是相邻的，那么在它们膨胀的开始，相互作用是可能的，假设的“碰撞”，我们应该在早期宇宙的宇宙微波背景辐射的痕迹中看到其后果。

Chari 认为他发现了这样的脚印。通过仔细而冗长的分析，他发现 CMB 中的区域比背景辐射理论所暗示的要亮 4500 倍。这种质子和电子过剩的一种可能解释是与另一个宇宙接触。当然，这个假设还没有得到证实。科学家们很小心。

只有角落

我们计划的另一个项目是参观一个太空动物园，里面充满了关于宇宙创造的理论和推理，将是杰出的英国物理学家、数学家和哲学家罗杰彭罗斯的假设。严格来说，这不是量子理论，但它有它的一些要素。理论的名字 共形循环宇宙学 ()——包含量子的主要成分。其中包括共形几何，它完全使用角度的概念，拒绝距离的问题。如果各边之间的角度相同，则大三角形和小三角形在该系统中是无法区分的。直线与圆没有区别。

在爱因斯坦的四维时空中，除了三个维度，还有时间。保形几何甚至免除了它。这完全符合量子理论，即时间和空间可以是我们感官的幻觉。所以我们只有角落，或者更确切地说是光锥，即辐射传播的表面。光速也是精确确定的，因为我们谈论的是光子。在数学上，这种有限的几何足以描述物理学，除非它涉及质量物体。大爆炸后的宇宙只由高能粒子组成，实际上是辐射。根据爱因斯坦的基本公式 E = mc²，它们几乎 100% 的质量都转化为能量。

因此，忽略质量，借助保形几何，我们可以展示宇宙创造的过程，甚至是宇宙创造之前的某个时期。您只需要考虑在最小熵状态下发生的重力，即高度有序。然后大爆炸的特征消失了，宇宙的开始只是作为某个时空的规则边界出现。

8. 假想白洞的景象

从一个洞到另一个洞，或宇宙新陈代谢

奇异理论预测奇异物体的存在，即白洞 (8) 是黑洞的假设对立面。 Fred Hoyle 的书开头提到了第一个问题。该理论认为，白洞必须是能量和物质从奇点流出的区域。之前的研究并没有证实白洞的存在，尽管一些研究人员认为宇宙出现的例子，即大爆炸，实际上可能就是这种现象的一个例子。

根据定义，白洞会抛出黑洞吸收的东西。唯一的条件是将黑洞和白洞拉得更近，并在它们之间建立一条隧道。早在 1921 年就假定存在这样的隧道。它被称为桥，然后它被称为 爱因斯坦-罗森桥，以进行描述这一假设创造的数学计算的科学家的名字命名。在后来的几年里，它被称为虫洞，在英语中以更奇特的名称“虫洞”而闻名。

在发现类星体之后，有人认为与这些物体相关的剧烈能量发射可能是白洞的结果。尽管有许多理论考虑，但大多数天文学家并没有认真对待这一理论。迄今为止开发的所有白洞模型的主要缺点是它们周围必须有某种形成。 非常强的引力场. 计算表明，当某物落入白洞时，它应该会获得强大的能量释放。

然而，科学家们精明的计算表明，即使存在白洞和虫洞，它们也会非常不稳定。严格来说，物质是无法通过这个“虫洞”的，因为它会很快瓦解。即使身体可以进入另一个平行的宇宙，它也会以粒子的形式进入它，这也许可以成为一个新的、不同的世界的材料。一些科学家甚至争辩说，本应孕育我们的宇宙的大爆炸正是发现白洞的结果。

量子全息图

它在理论和假设方面提供了许多异国情调。 量子物理学. 自成立以来，它为所谓的哥本哈根学派提供了许多替代解释。多年前被搁置的关于先导波或真空作为现实的主动能量信息矩阵的想法，在科学的边缘发挥作用，有时甚至更远。然而，最近一段时间，他们获得了很大的活力。

例如，您为宇宙的发展构建替代方案，假设光速可变，普朗克常数的值，或创建重力主题的变化。万有引力定律正在发生革命性变化，例如，人们怀疑牛顿方程不适用于远距离，并且维度的数量必须取决于宇宙的当前大小（并随着宇宙的增长而增加）。在某些概念中，时间被现实否定，在另一些概念中被多维空间否定。

最著名的量子替代品是 大卫·博姆的概念 （九）。他的理论假设一个物理系统的状态取决于系统配置空间中给出的波函数，并且系统本身在任何时候都处于可能的配置之一（即系统中所有粒子的位置或所有物理场的状态）。后一种假设在量子力学的标准解释中是不存在的，它假设直到测量的那一刻，系统的状态只由波函数给出，这导致了一个悖论（所谓的薛定谔猫悖论） . 系统配置的演变取决于通过所谓的导波方程的波函数。该理论由路易斯·德布罗意提出，然后被玻姆重新发现和改进。德布罗意-玻姆理论坦率地说是非局部的，因为导波方程表明每个粒子的速度仍然取决于宇宙中所有粒子的位置。由于其他已知的物理定律是局部的，并且与相对论相结合的非局部相互作用导致因果悖论，许多物理学家认为这是不可接受的。

10. 空间全息图

1970年，玻姆引入了影响深远的 宇宙全息图 （10），根据它，就像在全息图中，每个部分都包含有关整体的信息。根据这个概念，真空不仅是能量的储存库，而且是一个极其复杂的信息系统，包含物质世界的全息记录。

1998 年，Harold Puthoff 与 Bernard Heisch 和 Alphonse Rueda 一起引入了量子电动力学的竞争者—— 随机电动力学 （SED）。这个概念中的真空是湍流能量的储存库，它会产生不断出现和消失的虚拟粒子。它们与真实粒子碰撞，返回它们的能量，这反过来又导致它们的位置和能量不断变化，这被认为是量子不确定性。

波浪解释是由已经提到的埃弗雷特在 1957 年制定的。在这种解释中，谈论 整个宇宙的状态向量. 这个向量永远不会崩溃，所以现实仍然是严格确定的。然而，这并不是我们通常想到的现实，而是许多世界的组合。状态向量被分解为一组状态，代表相互不可观测的宇宙，每个世界都有特定的维度和统计规律。

本解释起点的主要假设如下：

假设世界的数学本质 – 现实世界或其任何孤立的部分可以用一组数学对象来表示；
关于世界分解的假设 – 世界可以被视为一个系统加设备。

需要补充的是，“量子”这个形容词在新纪元文学和现代神秘主义中已经出现了一段时间。. 例如，著名医生迪帕克·乔普拉（Deepak Chopra，11 岁）提出了一个他称之为量子治疗的概念，表明只要有足够的精神力量，我们就可以治愈所有疾病。

根据乔普拉的说法，这个深刻的结论可以从量子物理学中得出，他说这表明物理世界，包括我们的身体，是观察者的反应。我们创造身体的方式与创造世界体验的方式相同。 Chopra 还指出，“信念、思想和情绪会在每个细胞中引发维持生命的化学反应”，并且“我们生活的世界，包括我们身体的体验，完全取决于我们如何学会感知它。” 所以疾病和衰老只是一种幻觉。通过纯粹的意识力量，我们可以实现乔普拉所说的“永远年轻的身体，永远年轻的头脑”。

然而，仍然没有确凿的论据或证据表明量子力学在人类意识中起着核心作用，或者它在整个宇宙中提供了直接的连贯联系。现代物理学，包括量子力学，仍然是完全唯物主义和还原论的，同时与所有科学观察兼容。