《果壳中的宇宙》-艺术与科学的完美融合

《果壳中的宇宙》-艺术与科学的完美融合

首页模拟经营果壳中的宇宙更新时间:2024-06-05

知乎上很多人在评价斯蒂芬.霍金的贡献时,都提到他是“入坑的带领人”。而这个坑就是他所著的《时间简史》《果壳中的宇宙》等书籍。

他在仰望星空,世人在仰望他。

在理论物理学领域,我认为他是继牛顿、爱因斯坦之后最伟大的人。

因为是他一统了相对论、量子力学,牛顿经典力学等,并开创了量子引力论,多重宇宙等。

我们赞叹于他的伟大,也可以从中找到一些规律。比方说精密的逻辑推理以及丰富的想象力。

借助《果壳中的宇宙》我们来感受一下。

牛顿的经典力学中,时间和空间相互分离,时间就像两端无限延伸的线,无始无终。

那有没有一种理论能将时间和空间结合?

爱因斯坦的广义相对论出现了,他把时间和空间的三维合并形成所谓的时空。

该理论将引力效应表达为,宇宙中物质和能量的分布引起时空弯曲和畸变,使之不平坦。

但是爱因斯坦比喻不完整,因为时间虽然弯曲,可并没有受到扰动。并且时间也没有开端。

在得出结论前,有前人的论证:

1. 因为光以有限的速度传播,我们看到的是早先时刻的宇宙,光是沿一个圆锥面朝我们行进而来。

2. 由于宇宙的背景波辐射已经被观测到,那这种辐射是从宇宙在比现在密集得多也热得多的极早时刻,沿着过去的光锥传播到我们的。

可以得出结论,当我们沿着过去的光锥回溯过去,它必须通过一定量的物质,这么多物质足以弯曲时空,使光纤往相互方向弯折。

因此,时间有开端和终结,同理也可以推出,恒星和星系在它们自身的引力下坍缩成黑洞。

在奇点与视界之间,有段区域光无法逃逸,恒星就坍缩形成一个黑洞。

那么黑洞里面有什么?

1. 黑洞中有熵,落进黑洞中的信息可以像在唱片上一样被储存,当黑洞蒸发时再释放出来。

2. 黑洞中的信息,可以通过一个二维投影得以知晓,这个二维投影含有10维或11维的全部信息。

所以这里预言了黑洞的辐射。但是目前还没人检测到。未来的诺贝尔学家们,你们的机会来了。

那么,时间开端形成奇点,在奇点处会发生什么?

爱因斯坦基于“上帝不掷骰子”的论断反对量子理论的随机因素。因为广义相对论与量子理论的不确定性不相协调。

但是在奇点附近,时空弯曲很小,而量子引力效应就很重要。

因此,宇宙就像在不停地滚动骰子,看看下一步还会发生什么,它就不是仅仅存在一个历史。相反地,它应该拥有所有可能的历史,每种历史各有其概率。

但是奇点并没有告诉我们宇宙如何开始,因此,我们需要所谓的“边界条件”。

或许宇宙在空间和时间上并没有边界。原因在于存在另一种时间,虚时间。

虚时间与实时间成直角。

例如可以想象,在地球上,经度是实时间,纬度是虚时间,一个人从南极到北极,靠近赤道时,纬度圈变大,对应着宇宙随虚时间膨胀,之后随虚时间收缩于北极处单独的一个点。

所以,宇宙也能在虚时间中历史是一张闭合的曲面。

而哲学中研究的我们从何而来,或许只是宇宙之中的骰子滚动所确定的。宇宙是完全自足的,它不需要完结的任何东西去卷紧其发条并启动之。同时,它不仅仅只有一个单独的历史。它将具有多重历史。

因此莎士比亚在《哈姆雷特》中说

即便把我关在果壳之中,

仍然自以为无线空间之王。

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