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​一、準穩態模型

起初存在著兩種理論,其中大爆炸理論認為宇宙由奇點開始。在這個點上,一切都無限凝縮而且時間尚不存在。穩態理論提出了相反的模型,它認為宇宙沒有所謂的開始,因為它一直都是存在的。隨著時間的推移和新證據的出現,大爆炸理論逐漸勝出,因為在1964年發現的宇宙背景輻射被證明是大爆炸的產物,這表明宇宙是有開端的。

但是有些人對於被駁斥的穩態理論念念不忘,而此理論在1993年被更新了,變成了準穩態模型理論。這個理論認為宇宙在膨脹的同時也產生了無數的小團物質,這被稱為小爆炸。這使得宇宙的密度保持恆定,宇宙很可能永遠穩定地膨脹下去。但是它還是無法解釋之前發現的宇宙背景輻射。

二、永久膨脹理論

宇宙在誕生的一瞬間急劇膨脹,這種劇烈的膨脹能量隨後轉變成了物質和輻射。在這之後,宇宙的這種膨脹大大減緩,這是大爆炸理論所認為的。不過永久膨脹理論的支持者則認為,劇烈膨脹的時期並不一定突然停止。它認為我們的宇宙只是更大宇宙中的一部分,那個更大的宇宙在迅速地膨脹,而我們的宇宙只好比是其中一個膨脹緩慢的氣泡。其言外之意則是在那個更大宇宙中,不斷出現著很多其它緩慢膨脹的氣泡宇宙。

三、映象宇宙理論

2014年,牛津大學的Julian Barbour建立了一個重力作用下的粒子運動模型。他發現粒子向外擴散的過程,會發生在時間的兩個不同方向上。他把這個系統類比於我們的宇宙,認為大爆炸應該導致兩個不同時間方向前行的宇宙。在我們的宇宙外的另一邊,必然有一個映象宇宙向相反時間方向膨脹。對於時間旅行愛好者的壞訊息是,這個理論表明即便你在映象宇宙中,你仍然會覺得時間是向前推移的。

四、高維時間碰撞理論

普林斯頓弦理論學家Paul Steinhardt就大爆炸提出了自己的看法。在弦理論中,存在著比我們日常生活所見的三維世界更多的空間維度。他認為我們的三維宇宙可以被想象成在不可見的高維空間中移動的物體,同時也可能有多個其它類似移動著的宇宙。所以在高維空間中的兩個三維宇宙碰撞並結合在一起時,就會製造出看上去像是發生在三維宇宙本身的大爆炸。高維空間碰撞的能量變成了我們宇宙開端的灼熱的溫度。

五、萬有引力之虹理論

萬有引力之虹理論認為不同顏色的光由於波長的不同,受到的引力大小也各不相同。比如說,在這個系統中,由於波長更長,紅光會比藍光受到更強的重力。這效果往往很微弱,但像是超大品質的黑洞之類的極端物質,應該可以呈現出這種效果。當你接近宇宙的開端,由於其更為極端的狀態,萬有引力之虹也會變得更為明顯。在建模時,科學家發現大爆炸的奇點可能消失,事實上也存在著隨著時間無限回縮,大爆炸根本沒有發生的實驗結果。這意味著宇宙一直都是存在的。

六、緩慢凍結理論

在標準模型中,大爆炸溫度極高而迅速膨脹。物理學家Christof Wetterich稱宇宙起初是冷的,而且在不斷進化。他認為過去只是顯得比現在熱,而事實上不是真的比現在熱。為闡明這個觀點,他主張萬有引力會隨著時間減弱而粒子隨之變重,這使得早期的宇宙看起來比實際要熱。在這個理論中宇宙一直處於深度凍結的狀態,而後在大爆炸附近的時間開始解凍。

可惜這個理論無法被證明,由於我們沒有一個恆定的品質標準,因此無法衡量宇宙中的所有粒子是否在變重。科學家批評他的模型,認為這像是在論證尺子本身在變短,而不是它所測量的長度在變長。

七、數字模擬理論

想象一下,人類發展到了擁有無法想象的強大運算能力的超文明,然後我們決定執行一個模擬過程來更好地理解宇宙。事實上我們創造出了很多模擬宇宙,每個都具有略微不同的初始條件。物理學家Nick Bostrom在2003年辨證道,在這種情況下我們基本可以確定自己處於模擬宇宙中。這是因為模擬宇宙的數量會大大超過唯一真實的宇宙,而我們處於最初的原版宇宙中的可能性幾乎為零。

八、量子引力子流模型

在用量子機制對愛因斯坦的廣義相對論做稍微調整後,科學家發現大爆炸理論可能不正確,這些調整實質上消除了大爆炸的奇點。這個模型表明宇宙無限古老而且充滿了量子流,這種流無處不在而且由調節引力的引力子構成,我們只是還沒有觀測到它們。這些新公式還涉及到神祕的暗能量。根據這個理論,暗物質可以自然地理解為量子調節的產物。但要證明這個模型可以準確描述現實還需要更多研究。

九、維度分解理論

有兩位超弦理論學家認為宇宙有九個空間維度和一個時間維度,它們認為找到了大爆炸的另一個解釋。利用超級計算機來模擬九維空間,它們發現在一定時間後,空間會發生波動,三維空間被從中分解出來並迅速展開。根據推測,這個維度分解創造了我們的宇宙。這三個維度從模型中分解之後,兩位物理學家也觀察到類似大爆炸和迅速膨脹的現象。

十、迴圈宇宙理論

Roger Penrose是物理學界的大牛,他提出了震驚世界的宇宙理論。他提出了共形迴圈宇宙學,簡明地闡述了一個你可能也會想過的有趣理論。宇宙以每次大爆炸為分界不斷迴圈。宇宙無限膨脹的終點態在數學很多方面上與大爆炸的奇點態是相同的。他說這種數學上的相似不但是概念也是現實,所以在一個宇宙結束時一個新的宇宙開始了。另外他認為可以觀測到來自上一個宇宙的超重黑洞碰撞的回聲,所以可能最終有一天他會被證明是對的。

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