@天體生物學/@太空生物學
自20世紀60年代以來，以宇宙微波背景輻射的發現為標誌，大爆炸模型逐漸成為宇宙學研究的範式。經過膨脹模型的微創操作和加速擴張的考驗，大爆炸幾乎已經成為壹個眾所周知的術語。妳可能不知道，除了大爆炸模型之外，科學家們還在絞盡腦汁地思考宇宙是否可能有其他起源。畢竟，宇宙起源於大爆炸的事實並沒有得到理論和實驗的證明，就像公元二世紀的地心說壹樣，那個時代最符合天文觀測的所謂理論“日心說”也不可避免地被扔進了歷史的垃圾桶。
目前，“宇宙大爆炸模型”也與實驗和觀測數據非常吻合，但不能排除未來更聰明的人類會有更多新發現，“宇宙大爆炸模型”將被他們拋棄。畢竟，科學在發展，我們也在不斷糾正前人的錯誤，所以後人也會做同樣的事情，所以本文將談論它——如果宇宙不是起源於大爆炸，那麽它有多少種起源方式？
起初，人們認為宇宙從大爆炸開始的線索是哈勃發現的星系很遠。如果星系離得很遠，它們就會沿著時間鏈相互靠近，最終擠成壹個“點”。“大爆炸模型”的支持者認為，宇宙就是從這個“點”開始起源的。
然而，自20世紀40年代以來，英國人霍伊爾有了另壹個想法。他認為宇宙沒有開始和結束，它永遠存在。在宇宙膨脹的同時，物質也在不斷地被創造出來，空間膨脹帶來的真空區域被這些新物質占據，這樣宇宙就不會像“大爆炸模型”所說的那樣起源於壹個“點”，而是可以永遠存在下去。“穩態模型”和“大爆炸模型”之間的爭論導致了“穩態模型”的失敗。然而，在20世紀90年代，這壹模型又卷土重來，霍伊爾提出了“穩態模型”的修正版本——“準穩態宇宙模型”。
這個模型要求宇宙在膨脹和收縮之間來回擺動，就像彈簧壹樣。在兩次擴張之間有壹個有規律的收縮階段。每當收縮變成膨脹時，宇宙中就會發生壹次小爆炸，在爆炸中產生物質，並保持宇宙中物質密度的平衡。在“準穩態宇宙模型”中，宇宙沒有創造的時刻，也沒有大爆炸，而是由無數個小爆炸組成。
遺憾的是，這個模型仍然無法解釋我們觀察到的“宇宙微波背景輻射”，因此沒有多少人支持它。
20世紀90年代，科學界逐漸出現了壹種新的物理理論，那就是“弦理論”。“弦理論”是為大團結而提出的。宇宙中有四種基本力:引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。“弦理論”有望將這四種力量統壹起來，成為壹種大統壹理論。弦理論中有壹個關鍵點，就是空間不止三維。
在我們的日常生活中有四個維度可以感知，其中空間有三個維度，時間有壹個維度，而弦理論認為在我們日常生活中看到的四個維度之外還有十壹個維度是我們無法感知的，就像我們無法感知紅外線和超聲波壹樣。在弦理論形成的十壹維時空裏，我們的宇宙嵌入了壹個更高維的空間。我們無法感知相鄰的“薄膜”，因為物質、時間和輻射只能在薄膜中運動，無法從中穿過。
我們的宇宙就像壹片面包，我們就生活在這片面包上。雖然廚房裏有許多片面包，但我們無法從中逃脫，也無法感知其他片面包。所以在更高的維度上，兩部電影可能會發生碰撞，這就像壹個房間裏到處都是飛舞的面包片。兩個宇宙隨時可能發生碰撞。我們的宇宙在壹個電影上，另壹個在另壹個電影上，兩個世界被困在兩個電影上。
但是當兩個薄膜發生碰撞時，薄膜的動能將轉化為熱能，而能量將轉化為物質，將宇宙加熱到非常高的溫度。當薄膜碰撞和分離時，它們將充滿碰撞產生的物質和輻射，新的原子、分子、恒星和星系可以產生。這次碰撞對於生活在膜上的生命來說相當於壹次大爆炸，當膜再次碰撞時，還會發生另壹次大爆炸。這壹理論與傳統的“大爆炸模型”的區別在於，爆炸不能作為宇宙的開端，因為宇宙在爆炸之前就已經存在了。
如果我們真的生活在壹層薄膜上，而另壹層薄膜離我們不遠，我們就看不到另壹層薄膜，因為光只能在薄膜中傳播，無法穿過兩層薄膜之間的空間。然而，我們可以感覺到另壹部電影中物體的重力。對於我們來說，它們就像暗物質壹樣，只有引力，其他的我們壹無所知，所以這個理論可以在壹定程度上解釋暗物質的存在。
不過這個理論目前只能是壹種說法，因為很難證偽。畢竟它的前提是有更高的維度，而更高的維度本身是無法被感知的。要證明這個問題很可能陷入無限循環。
根據這壹理論，隨著宇宙的不斷膨脹，它最終會達到壹個極限，極限後開始收縮，達到另壹個極限後反彈並繼續膨脹，以此類推，並執行壹個又壹個循環。在這個模型中，宇宙似乎是壹個氣球，先膨脹再膨脹。
這壹理論的支持者認為，盡管宇宙正在加速膨脹，但有壹天宇宙中的暗能量將屈服於引力，當膨脹結束時，宇宙將開始收縮。當它收縮到壹定程度時，宇宙將發生另壹次大爆炸，然後膨脹，這樣宇宙將以每次大爆炸為邊界繼續循環，當壹個宇宙結束時，另壹個宇宙將開始。那麽如何證明這個理論呢？
壹些科學家認為，如果我們無法觸摸的宇宙大爆炸前的最後壹輪宇宙真的存在，也許在它結束時，壹些天文現象可以在新壹輪宇宙上留下獨特的印記。英國物理學家羅傑·彭羅斯是循環宇宙理論的堅定支持者。他可以說是當代最有影響力的理論物理學家之壹。正是他與著名宇宙審查假說的提出者、著名科普讀物《皇帝的新大腦》的作者霍金壹起證明了起點定理。
彭羅斯的思想總是充滿爭議，循環宇宙理論就是其中之壹。彭羅斯壹直致力於在這個宇宙中尋找最後壹個宇宙存在的證據，在尋找時，他會找到宇宙最初形成時留下的證據，但這是不現實的。因為到目前為止，我們能夠探索到的來自宇宙的最早信號是大爆炸後30萬年的宇宙微波背景輻射。即使在大爆炸30萬年後，最後壹個宇宙可能仍會留下痕跡。彭羅斯在宇宙微波背景輻射的圖像中發現了壹些非常異常的環，這些環的內外存在巨大的溫差。我們都知道早期宇宙的密度波動非常小，因此不太可能有巨大的溫差。這個奇怪的環只有壹種解釋，那就是它來自上壹個宇宙。
彭羅斯說，在上壹輪宇宙收縮期間，壹個超大質量黑洞蒸發並釋放了霍金輻射。到了宇宙末期，黑洞已經蒸發了，但霍金輻射仍然存在，並在宇宙微波背景輻射中形成了壹個環形標記。為了表達對老搭檔霍金的敬意，彭羅斯將這樣的點命名為“霍金點”。彭羅斯和他的同事在宇宙微波背景輻射的圖像中發現了20個存在溫度差異的“可疑環”，即20個“霍金點”。
這些小點真的是上壹個宇宙留下的痕跡嗎？盡管彭羅斯相信這壹點，但仍有其他壹些科學家提出了不同的意見:
壹位德國理論物理學家認為，如果存在宇宙，在宇宙微波背景輻射的圖像中應該有數百萬個“霍金點”。然而，算上那些可疑的點，彭羅斯只找到了20個，因此他對設立“霍金點”的可信度提出了質疑。
有人認為宇宙微波背景輻射本身充滿了隨機特性，人眼本身很容易混淆。不小心做出錯誤的判斷是非常正常的，盡管他是偉大的物理學家彭羅斯。
對於這個理論，讓我們從壹部電影開始。不知道大家有沒有看過科幻電影《源代碼》。這部電影的主人公生活在壹個虛幻的世界裏，每次只能在那裏呆8分鐘。科學家用數字模擬了這壹事件。理論上，所有涉及的人和事都可以在8分鐘內數字化，我們完全有能力將它們全部寫入代碼。讓這個模擬世界在超級計算機上運行。許多開放世界遊戲實際上是模擬現實世界的，但現實世界的模擬並不完整，我們不能在遊戲中為所欲為。這是因為我們玩遊戲的計算機能力仍然非常有限。但是當計算能力不受約束時，每個人的生活都可以模擬，那麽宇宙可以模擬嗎？
答案是肯定的。
事實上，相當多的科學家已經在這樣做了。我們只需要給宇宙壹個初始參數，包括引力常數、真空介電常數、真空滲透率、真空光速、普朗克常數、電子或質子電荷等。，然後讓宇宙在計算機中運行。如果不考慮計算機的計算性能極限，那麽實際上在這臺計算機中存在壹個完整的宇宙。科學家們實際上是在模擬宇宙，但我們的計算能力非常有限。即使是超級計算機也不足以模擬宇宙。我們能模擬的宇宙只是碎片化的、有限的和不完整的。
例如，在2017中，有報道稱中國的超級計算機“神威太湖之光”模擬了宇宙的形成和早期膨脹，據稱這是最大的虛擬宇宙。雖然我們沒有能力模擬整個宇宙，但如果宇宙中存在壹個超出我們想象的超級文明，並且他們已經擁有難以想象的超級強大的計算能力，那麽他們就有可能模擬宇宙。而且，它們很可能會模擬許多宇宙，每個宇宙的初始條件略有不同，進化路線和結果也不同。在這種情況下，我們幾乎可以確定我們生活在壹個由超級文明模擬的宇宙中，因為模擬宇宙的數量很可能非常多，而原始宇宙只有壹個，我們在原始宇宙中的概率幾乎為零。數字模擬宇宙理論可以說是罐子裏的大腦的升級版，我們同樣難以證偽。
在回答這個問題之前，先轉移到另壹個問題，即如果我是遊戲中的NPC，我如何證明我只是遊戲中的壹個角色？有壹點可以考慮，那就是尋找遊戲中的bug，因為沒有bug的程序是不存在的。作為遊戲的NPC，妳會發現妳只能做幾個固定的動作並呆在某個地方。當有人來時，妳只能對他們說幾句固定的話並出售幾件固定的裝備，這顯然不符合自由意識的原則。妳甚至可以看到壹個瘦弱的女戰士用壹只腳踢開壹只野獸。
然而，在遊戲世界裏，根本沒有自由意識的原則，也沒有動量守恒定律，所以作為遊戲NPC，妳可能根本不知道這些原則和定律。即使妳在外部世界找到了這些原則和規律，妳也會認為外部世界是陌生的，錯誤的和不真實的。
從上面的討論中，我們大致可以得出這樣的結論_如果我們生活在模擬宇宙中，我們很難在模擬宇宙中找到bug，並且我們會將這些bug視為宇宙的運行規律，盡管我們不知道為什麽會這樣，因此我們很難確認我們生活在模擬宇宙中還是真實宇宙中。
在宇宙的數字模擬理論中，我們生活的宇宙確實起源於壹次大爆炸，但這次大爆炸的原因可能是壹個超級文明的操作員點擊了回車鍵，於是壹個適合生命存在的宇宙開始在計算機中模擬出來並演變至今。如果是這樣的話，意味著模擬這個宇宙的高級文明是真實存在的，但我們是虛擬的。
壹些人也質疑這壹理論。他們認為現實世界的復雜性遠遠超出我們的想象，完全模擬宇宙是壹項計算量巨大的任務，無法完成。量子是不確定的，宇宙很可能是無限的。我們可能只能在量子不確定性的範圍內模擬整個宇宙的壹小部分，這似乎更容易接受，因為我們不需要生活在所謂的虛擬世界中。
以上是除“大爆炸模型”之外的其他四種宇宙起源方式，每壹種都非常燒腦。
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《神秘天體與暗星》浪漫史
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