而成为现代宇宙学基石之一的“时空”,是爱因斯坦发现如果附加两个条件:宇宙的物质分布均匀,且各向同性,则其宇宙学方程就很容易得到一个动态解:可能是膨胀的宇宙,也可能是收缩的宇宙。描述这一模型的场方程到1922年,苏联物理学家弗里德曼又将广义相对论应用在流体上也得出。弗里德曼类似广义相对论方程的结果是认为,宇宙的物质总量有一个临界值;如果宇宙物质总量少于临界值,则宇宙的膨胀会永远持续下去。这种宇宙叫“开放”型宇宙。宇宙中物质若大于此临界值,则物质的引力会足够强,以致造成物质空间很大的弯曲,从而促使膨胀停止。这种类型的宇宙叫“封闭”宇宙。 弗里德曼的解,显示宇宙在膨胀,这个膨胀过程被美国物理学家哈勃在1924年到1929年通过观测发现证实,从地球到达遥远星系的距离,正比于这些星系的红移。这一膨胀宇宙的观点也在1931年,被比利时物理学家勒梅特在理论上通过“宇宙蛋”求解弗里德曼方程而提出;这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。 到1934年弗里德曼的一个学生伽莫夫,也是一个宇宙学家,他对弗里德曼的结果大力推广,认为宇宙最初是一个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”。根据现代物理学,这个火球必定迅速膨胀,它的演化过程好像一次巨大的爆发。由于迅速膨胀,宇宙密度和温度不断降低,在这个过程中形成了一些化学元素(原子核),然后形成由原子、分子构成的气体物质。气体物质又逐渐凝聚成星云,最后从星云中逐渐产生各种天体,成为现在的宇宙。 但第一个直接称呼“大爆炸”一词的人,是霍伊尔。他一直坚持自己的稳恒态宇宙模型,1949年霍伊尔在BBC的一次广播节目中,使用“大爆炸”本意是嘲笑的伽莫夫模型──在他看来,大爆炸模型最初的“奇点”难以令人接受。反之后来人们把伽莫夫模型称为“热大爆炸模型”──高能粒子物理、有限温度场论、量子引力等基本物理理论,在描述这一系列演化过程中,起着极其关键的作用。 即到1980年代根植于人们头脑中的宇宙热大爆炸模型,把膨胀的过程沿着时间轴回溯138亿年,整个宇宙就会收缩到一个点上,这个就是大爆炸的起点──大爆炸模型首次提出于20世纪初,通过对宇宙早期演化过程的推断,揭示出宇宙的起源和常数──基于爱因斯坦的理论提出的大爆炸模型,假设宇宙起源于一个高密度、高温度的点,经过一个爆炸过程,整个宇宙逐渐扩张并冷却。这个理论得到了很多实验的验证,比如发现了很多背景辐射和重元素。 特别是1964年微波背景辐射的发现,及宇宙中轻元素丰度的测定极大地支持了热大爆炸模型。随着技术的发展,科学家们可以使用更灵敏的天文仪器来观测宇宙的细节,从而更好地研究大爆炸模型──宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的,并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。 然而,热大爆炸模型也存在一些明显的缺陷,如宇宙结构的形成速度过快,宇宙的同质性难以解释:宇宙演化起源于一个奇点,在那里,所有物理学定律都失效;此模型无法解释宇宙大尺度的均匀性和小尺度的非均匀性;无法解释宇宙空间平坦性;无法解释所谓的视界问题,即现在观测到的均匀宇宙是由早期许多非因果关联区域演化而来,这违背基本物理学定律;无法解释超重质量粒子稀少等问题。 1980年美国麻省理工学院古思教授,提出宇宙暴涨理论一举解决了大爆炸模型中许多无法克服的困难。古思认为,早期的宇宙不是像现在这样以递增的速率膨胀,而是存在着一个快速膨胀的时期──大爆炸的状态是非常热和相当紊乱的;这些高温表明宇宙中的粒子具有极高的能量。在如此的高温下,强相互作用力、弱相互作用力和电磁力都被统一成为一个力;当宇宙膨胀并变冷,力之间的对称性由于粒子能量降低而被破坏,强力、弱力和电磁力变得彼此不同。 这就好象液态水在各个方向上性质都相同,而结冰形成晶体后,就变成了各向异性,水的对称性在低能态被破坏了。即当宇宙暴涨时,它所有的不规则性都被抹平,就如同吹涨一个气球时,它上面的皱摺都被抹平一样。按照这种思路,那么在现在的宇宙中观测到,来自宇宙一切方向的背景辐射所对应的温度基本一致,也就不足为怪。 按照暴胀宇宙论,宇宙初期的这种急剧膨胀就是“暴胀”。宇宙暴胀或暴胀理论是指在早期宇宙一段快速膨胀的过程,从大爆炸之后的10-36秒开始持续到10-33到10-32之间。在负压力的真空能量驱使下,宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里,增大了至少10的78次方倍。这种暴涨的急剧程度,是暴涨结束以后宇宙继续进行的那种膨胀的速度完全无法比拟的──在宇宙大爆炸之前,宇宙经历了一个极短暂的指数级膨胀阶段。在这个阶段,宇宙的尺度因子以极快的速度增长,使得原本微小的空间区域被迅速拉伸到宏观尺度。 通过这种指数级膨胀,暴胀解决了空间扁平度问题和因果视界问题。当然,初期宇宙曾经发生过膨胀速度高到无法想象的超急剧膨胀,地点不同,温度会有所不同。但是如果只考虑初期宇宙中极小的一块区域,则可以认为这个小区域具有均匀的温度。如此小的一块区域,在它还来不及非均匀化的一瞬间,如果就急剧膨胀为很大的宇宙的话,那么在这个宇宙中的温度自然也就是基本均匀的。即在宇宙创生之初存在一个高能的暴涨场,使宇宙在极短的时间内急剧膨胀。 在宇宙暴胀之后宇宙继续膨胀并冷却,物质开始聚集形成了星系、恒星、行星等宇宙结构。随着时间的推移,物质越来越复杂,宇宙也越来越稳定。目前我们所处的宇宙时代被称为“暗能量时代”,宇宙正在以逐渐加速的速度膨胀。自1991年美国COBE卫星首次观测到源于宇宙早期密度扰动的各向异性后,越来越多、越来越精确的天文观测支持了暴胀模型。尤其是在2014年,宇宙微波背景辐射探测器在宇宙微波背景辐射上的测量结果,为宇宙暴涨理论提供了可观的证据。科学家们还发现了引力波,这是宇宙暴涨理论的又一个预言。 即宇宙暴胀理论是大爆炸模型的一个重要补充和延伸,它不仅深入解释宇宙暴胀的起源和演变过程,还发展了参数化方法、引力波扰动和物理宇宙学,推进了宇宙学领域的不断探索,并且展示了引力波在认识宇宙演化中的重要作用。当然即使宇宙微波背景辐射的观测强有力地支持了暴胀模型,可是在粒子物理的标准模型里,还未找到能充当暴胀场的标量场,这使理论物理学家产生更“疯狂的”新思想。近十年来,膜世界绘景、外维度、超弦理论中的稳定和非稳定延展物体(膜)等新思维,为构造一个成功的暴胀模型提供了理论基础。总之宇宙暴涨理论,为我们提供了一个全新视角来理解宇宙演化过程。 3、远古盆塞海山寨城邦文明暴胀有何痕迹? 回答成都胡万宝教授说命运动力学需要论证和实证,我们说首要的是应懂得远古盆塞海山寨城邦文明的暴胀。下面是简要的几方面说明。如2024年全国“两会”期间,全国人大代表、科大讯飞董事长刘庆峰教授,建议制定国家《通用人工智能发展规划》,不断缩小中美差距。这个建议好。因为如今人工智能通用发展,呈现出的智慧涌现能力,无论是ChatGPT的诞生,还是Sora引发全球科技竞争焦点的关注,不亚于多用途个人计算机(PC)和互联网诞生改变的产业形态和竞争格局,而且也是中美科技博弈和战略竞争的必争之地。 但该新闻报道文后有跟帖说:“无须推动,只要放开”。能放开吗?世界多极到来,两极冲突、战争不断,而且此起彼伏,阻挡“一带一路”、“人类命运共同体”的正当发展,保密说来也很重要。 2024年2月27日十四届全国人大常委会第八次会议通过新修订的保守国家秘密法,自2024年5月1日起施行。联系我国为啥要先禁谷歌,也禁美国的Facebook、推特、YouTube、INS等,就因这些美国西方利用人工智能工具,不遵守我国法律,破坏安定团结。而且可以说不是中国禁谷歌,是谷歌不愿意遵守中国法令,自己退出的。中国一贯要求中国的公司遵守所在地的法令规定,随行就市,而美国却要求别国屈就美国公司,谷歌就是一例。 L$ W; ?- [4 F http://www.phoer.net
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