假如這個宇宙的造物主在創(chuàng)立世界之初,想給未來的高級智慧生物們留下些信息,同時又不干擾文明的自然演化,他會如何留下信息呢? 如果你看過三體 —— 不是刻在石頭上,上百億年過去,石頭也成灰燼。 要更永恒,更有深意地記下信息,答案是,記在宇宙微波背景輻射 (CMB) 里。 《宇宙的第一束光 來自 Planck 2013 對 CMB 的探測 科學(xué)家 Hsu 和 Zee 曾寫過一篇論文展示他們的計算成果,他們發(fā)現(xiàn) CMB 溫度方差的分布可以用來儲存信息。在目前的實驗條件下,能夠解碼的最大信息量是 10 的 5 次方比特。 目前的實驗精度已經(jīng)可以成這樣的測量了,于是他們決定設(shè)立一個研究計劃,看看造物主是不是真的有留下信息,他們覺得,這個計劃可比尋找外星人有意思多了。 所以,到底聽起來很厲害的 CMB 是什么? 你還不知道宇宙微波背景輻射 (CMB) 是什么? 其實你已經(jīng)聽過它。 前段時間紅極一時的「引力波:科學(xué)家首次直接探測到宇宙大爆炸第一波震蕩」,就是孜孜不倦的小藍星人,在宇宙誕生 100 多億年后的現(xiàn)在,通過觀察宇宙誕生 38 萬年后的微波背景輻射 (CMB) 找到了宇宙誕生億億億...分之一秒后產(chǎn)生的引力波。 回到 1965 年,貝爾實驗室有兩位非常厲害的工程師 Arno Penzias 和 Robert Wilson,他們一起做一臺低噪音天線。 但是,在調(diào)試天線的過程中,他們發(fā)現(xiàn)無論天線朝向哪個方向,都能接受到一模一樣且很討厭的背景噪聲。起初他們以為是天線被干擾或者故障,反復(fù)清理和檢查的各個地方后,這個背景噪聲依然存在。 這個一噪聲和一般的干擾不同,在各個方向上噪聲都存在且強度幾乎不變,隨時間也不發(fā)生變化。他們因此判斷這肯定和地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)也無關(guān),只可能來自宇宙背景。 與此同時,那個時代的物理學(xué)家們正為「宇宙到底是如何誕生和演化的」?fàn)巿?zhí)不休。那時有兩大派系,一派認(rèn)為宇宙是一個穩(wěn)定且永恒的存在,另一派則認(rèn)為宇宙起源于一次「大爆炸」,「大爆炸」之后宇宙一直是在動態(tài)演化中的,而作為該理論依據(jù)的「大爆炸」余熱還未被發(fā)現(xiàn)。 因此當(dāng)特殊噪音的消息傳到物理學(xué)家們耳朵里,他們瞬間就炸鍋了。美國科學(xué)家 Dicke 還脫口而出了一句著名的話:「Boys, we've been scooped!(弟兄們,我們被搶先了啊啊?。。?/p> 隨后的研究證實,這個噪音的確是充斥在各個方向上的,相當(dāng)于溫度 2.725K 黑體輻射的宇宙微波背景輻射。 CMB 很好地解釋了宇宙早期發(fā)展所遺留下來的輻射,它的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是一個檢測大爆炸宇宙模型的里程碑。 在這之后,大爆炸理論才被眾多科學(xué)家所接受,兩位意外發(fā)現(xiàn)者 Arno Penzias 和 Robert Wilson 也因此榮獲 1978 年的諾貝爾物理學(xué)獎。 宇宙微波背景是我們宇宙中最古老的光,是宇宙剛剛第 38 萬歲時出現(xiàn)在天空上的光。 它顯示出微小的溫度漲落,對應(yīng)著局部密度的細(xì)微差異,代表著所有未來的結(jié)構(gòu),是當(dāng)今的恒星與星系的種子。 科學(xué)家 Torsten 曾這么解釋宇宙微波背景輻射。 除了引力波,CMB 里還發(fā)現(xiàn)了什么重要信息? 宇宙微波背景輻射里包含的信息,涵蓋了一切科幻小說想要的素材。 或許能證明暗物質(zhì)平行宇宙存在? 2007 年 8 月,科學(xué)家在研究 CMB 信號時發(fā)現(xiàn)了一個巨大的冷斑 (cold spot),其中完全是「空」的,沒有任何的正常物質(zhì)或者暗物質(zhì),也沒有輻射信號。 后來的研究顯示這片神秘的宇宙時空并非完全不存在物質(zhì),在其周圍存在小規(guī)模的星系,比起其他天區(qū)的星系,這些星系的跨度以及輻射都十分小,計算表明,宇宙空洞附近天體的輻射量比宇宙中其他可見時空輻射量減少大約 20% 至45%。宇宙中為何會形成如此怪異的時空呢?當(dāng)前的宇宙大爆炸以及宇宙形成理論很難解釋它們的形成機制。 白色的曲線被稱為「邪惡的軸心」,右下角有一大塊「冷斑」 Laura Mersini-Houghton 博士為主的研究小組認(rèn)為,這是另一個宇宙存在的證據(jù)。根據(jù)弦理論預(yù)言,宇宙之外還存在其他宇宙,每一個宇宙都擁有獨特的物理屬性。 另一種觀點認(rèn)為冷斑的出現(xiàn)與宇宙膨脹有關(guān),作為引力長期作用的結(jié)果,宇宙中出現(xiàn)了大型空洞,目前觀測到的大空洞出現(xiàn)在北半球的天區(qū),科學(xué)家預(yù)測在南半球天區(qū)也存在一處巨大的冷斑,但是研究小組認(rèn)為宇宙空洞的出現(xiàn)存在隨機性。 宇宙大爆炸前還存在另外一個宇宙? 你知道那個寫《皇帝的新腦》的 Roger Penrose 嗎?他可是科學(xué)界的腦洞大王,曾在 1975 年與霍金一起被授予倫敦皇家天文學(xué)會艾丁頓獎,是個將科學(xué)與哲學(xué)高度結(jié)合的科研工作者。 他還曾研究瀕死體驗,基于意識量子理論,提出:「我們的靈魂包含在大腦細(xì)胞中的微管結(jié)構(gòu)?!?/p> 說明了什么呢?說明當(dāng)人類死亡之后,我們的量子靈魂會從身體中釋放,重返至宇宙之中。 是不是超級玄幻,但他是超級認(rèn)真的。 就是這個 Roger Penrose,他在 2012 年稱已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸之前還存在另一個宇宙的證據(jù)。 他在對 CMB 探測數(shù)據(jù)研究中,發(fā)現(xiàn)了 12 個同心圓輻射「印跡」,神秘的同心圓現(xiàn)象,可以認(rèn)為宇宙之前還有宇宙,也被認(rèn)為包含了 140 億年前宇宙誕生時期溫度僅有零下 270 攝氏度的信息。 12 個同心圓里有 5 個環(huán)具有特別的意義,分別對應(yīng)著宇宙演化歷史上五次大規(guī)模的事件。Roger Penrose 和他的研究同伴認(rèn)為在背景輻射中的神秘同心圓是超大質(zhì)量黑洞發(fā)生碰撞而留下的,這些超大質(zhì)量的黑洞存在于大爆炸發(fā)生之前。 這意味著我們的宇宙將出現(xiàn)一種全新的循環(huán)模式:由大爆炸和超大質(zhì)量黑洞碰撞主導(dǎo)。 這也意味著,宇宙周期存在,從一個永世進入另一個永世。 Roger Penrose 將他的新理論稱之為「共形循環(huán)宇宙學(xué)」。 根據(jù)這一理論,黑洞將吞噬宇宙內(nèi)的所有物質(zhì),在此之后,宇宙內(nèi)就只剩下能量,引發(fā)下一次大爆炸。 從一個永世,進入另一個新永世。不斷循環(huán)。 When you are looking into deep space, you are looking back in time. Morning Rocks 一個小眾,安靜,展示未知之美的線上雜志 |
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