23 7 月, 2024

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大爆炸之前发生了什么?

大爆炸之前发生了什么?

麦吉尔大学的物理学家罗伯特·布兰登伯格(Robert Brandenberger)没有参与这项研究,他表示,这项新研究“为分析”早期的数学“设定了新的准确性标准”。 在某些情况下,最初看似奇点(数学描述失去意义的时空点)实际上可能只是一种幻觉。

奇点的分类

Jeshnjani、Ling 和 Quentin 面临的核心问题是,在膨胀之前是否存在一个点,在该点万有引力定律在奇点中失效。 数学奇点最简单的例子是函数 1/ 发生的情况s 喜欢 s 零逼近:函数需要一个数字 s 作为输入,输出另一个数字。 喜欢 s 越来越小1/s 它变得越来越大,接近无穷大。 如果 s 如果它为零,则该函数不再被明确定义:不能依赖它作为对现实的描述。

哥本哈根大学的埃里克·林(Erik Ling)说:“我们已经从数学上证明,可能有一种方法可以超越我们的宇宙。”

照片:阿纳西亚拉·普比洛

然而,有时,数学家可以绕过奇点。 例如,考虑本初子午线,它以零经度穿过英国格林威治。 如果你有一个 1/经度的函数,那么在格林威治它就会变得疯狂。 但伦敦郊区实际上并没有什么物理上的特殊之处:你可以轻松地重新定义零经度以穿过地球上的其他地方,然后当你接近格林威治皇家天文台时,你的函数就会表现得很正常。

在黑洞数学模型的极限处也会发生类似的情况。 物理学家卡尔·史瓦西 (Karl Schwarzschild) 于 1916 年提出的描述非旋转球形黑洞的方程包含一项,其分母在黑洞的事件视界处达到零,事件视界是黑洞周围的表面,任何东西都无法逃脱。 这使得物理学家相信事件视界是一个物理奇点。 但八年后,天文学家阿瑟·爱丁顿表明,如果使用一组不同的坐标,奇点就会消失。 与本初子午线一样,事件视界也是一种幻觉:一种称为坐标奇点的数学产物,它的出现只是因为坐标的选择。

相比之下,在黑洞中心,密度和曲率达到无穷大,而使用不同的坐标系无法消除这种情况。 广义相对论定律开始胡言乱语。 这称为曲率奇点。 这意味着正在发生的事情超出了当前物理和数学理论描述的能力。

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