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宇宙学

宇宙学

从现在到过去

30 Jun 2006

剑桥物理学家斯蒂芬霍金和他的CERN同事托马斯·赫斯特已经提出了一种激进的新方法来了解从“自上而下”而不是传统模型中的“自下而上”而不是“自下而上”的宇宙。该方法承认,宇宙没有只有一个独特的开始和历史,而是众多的不同的开始和历史,并且它已经经历了所有的历史。但是由于大多数其他替代历史在大爆炸后很早消失,因此在宇宙背后留下我们今天观察到的最佳方式,他们说,他们所说,了解过去,是为了从现在追溯我们的知识(物理。录 D 73 123527).

大多数宇宙型号都是自下而上的,即你从大爆炸的明确初始条件开始,前进。然而,霍金和赫格格说,这种方法是有缺陷的,因为我们没有并且无法知道宇宙开头的初始条件,我们只知道最终状态—我们现在所在的那个。因此,他们的想法是从我们今天观察到的条件—就像宇宙一样的3D,几乎是平坦的并且以加速速度扩展—并及时向后工作以确定初始条件可能看起来像什么。

新理论旨在围绕弦理论的基本问题—最受欢迎的候选人“theory of everything” —这是它允许存在多种不同类型的宇宙以及我们自己的。每个可能的宇宙“landscape”拥有自己的基本常数,甚至不同数量的时空尺寸。此外,字符串理论不赞成任何特定宇宙,这不是一个很好的事态,因为我们明确生活在具有特定物理性质的宇宙中。

为了解决这个问题,Hawking和Hertog说,弦理论的所有这些替代宇宙都可能在大爆炸后的前几个瞬间实际上存在于此。这时,宇宙是一个“superposition”所有这些可能的世界。然而,大多数这些宇宙然后迅速消失留下我们当天的宇宙。通过从现在追溯我们的宇宙,我们可以忽视宇宙所采取的大多数分支机构,因为它们与当前宇宙过于不同。

虽然这个想法听起来很棒,但它是基于Richard Feynman’s “sum over paths”在量子理论中的制剂,该制剂说,光子的概率可以通过在光子的所有不同可能的轨迹上求出来计算特定位置。虽然光子可以追随大量不同的路径,但直线路径在所有其他方面都主宰着这是我们看到的。以同样的方式,Hawking和Hertog说,宇宙不仅仅是一条路径,通过时间到达目前的状态,但占据了众多的路径或历史。这“总结所有历史”因此,我们今天观察到。

新的自上而下的理论也可以解释为什么大自然的一些常数似乎有精细调整的价值观,让生活在我们的宇宙中发展。例如,宇宙常数,Λ —似乎导致宇宙扩展加速的力量或暗能密度—具有小的正价值;如果它是任何更小或更大的,那么生活将不存在。根据新的理论,目前的宇宙必须有“chosen”那些导致的历史“correct” value of Λ否则我们不会在这里体验它—一个也称为的理论“anthropic principle”.

Hawking和Hertog还说他们的模型可以通过比较宇宙微波背景(CMB)辐射的微小强度变化模式的观察与通过其理论计算得更加开发的人的观察来测试。 CMB是大爆炸留下的辐射,应该包含“imprints”其中一些早期的替代历史。

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