天文学家试图证明宇宙大爆炸之前是否已有宇宙

悦刈

哈勃极度深空。NASA / ESA
大约138亿年前的“一声巨响”（Big Bang），带来了我们的宇宙。这是当前最流行的宇宙学理论描述的创世场景。宇宙从一个拥有无限大的质量和无限小的体积的奇点，以比光还快的速度急速膨胀，最终变成了今天的样子。这就是所谓的“暴胀理论”。
但并不是所有宇宙学家都买“暴胀理论”的账。有人认为，“暴胀理论”的基础，建立在一些不太可能拥有的宇宙初始条件之上。为了解释近年来人们在宇宙微波背景中观测到的新数据，理论学家不得不发明一个个越来越矫揉造作的新模型。最本真最可信的模型已经被推翻。现在的暴胀模型已经变得包罗万象，无所不能，开始偏离科学理论必须能够对特定结果作出预言，并同时排除其他可能的原则。
与此同时，宇宙学家也发明了许多其他替代品，许多不同的宇宙学模型。这些模型同样能够很好地解释此前只有暴胀理论才能解释的宇宙学之谜。这些谜中的一个便是：大爆炸之前的宇宙是什么样子的？宇宙大爆炸和暴胀理论认为大爆炸源自奇点，奇点是时空的无限弯曲。因此大爆炸之前什么也没有，没有空间，也没有时间。但新奇的“大反弹”理论认为，宇宙的塌缩和膨胀是一个周而复始、前后相连的过程，现代宇宙的膨胀是原初宇宙塌缩的反演。这些理论出人意料地也能够解释为什么宇宙会变成今天这个样子。

科学需要证据，无论是暴胀理论还是大反弹理论，要站得住脚，仅靠信仰是不够的。因此最近哈佛大学的一些科学家设想了一种证伪的方法，来检验这些理论。
假如大爆炸之前已经有了一个原初的宇宙，那么根据当前我们对物理学的认识，由于大质量粒子会以规律性的频率，像钟摆一样振荡，这些“原初标准时钟”的波动，就会在极小的尺度上，造成物质密度的细微不均匀，进而成为宇宙膨胀后趋向于结构化的种子。
假如宇宙大爆炸之前存在一个原初宇宙，那么这个宇宙的塌缩就会挤压这些粒子，导致其振荡方式发生波动，并在当前的宇宙结构中留下可供探测的痕迹。

假如我们能够在大尺度巡天和针对宇宙微波背景的观测中，找到那个收缩中的原初宇宙留下的蛛丝马迹，那么整个暴胀理论就会站不住脚。当然，结果也有可能恰恰相反。
具体而言，这些蛛丝马迹究竟是什么？相关研究人员在他们的论文中进行了描述。我们可以通过文后的链接进行了解，当然，这些描述十分专业，可能比较难懂。
参考：
Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum https://arxiv.org/abs/1809.02603


本文版权归原作者今日头条所有，如有侵权请联系管理员删除，原文地址：https://www.toutiao.com/a6674818347974001166/

1988cc

世界万物本来就是复杂多变的，没有任何定数理论可言，说有定数的就是平庸的科学家！

bjescape

谁人都不知，去问如来佛。

cainiao11

没有哲学参与的科学是不现实的，天道循环，亘古不变的定律！