Page 283 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源
P. 283
新星爆发或坍缩成白矮星、中子星、黑矮星或黑洞。在恒星的演化过程中,又可形成行星和
行星系统。我们的银河系、太阳系大约起源于距今 50 亿年前,地球在约 47 亿年前诞生。宇
宙演化各阶段的标度因子、温度、能量密度以及物质构成的变化,如图 14-2 所示。
三、绝对真空背景和无限多元宇宙
标准宇宙模型的成功,使爱因斯坦的有限宇宙论占了上风。爱因斯坦的宇宙是一个空间
闭合的连续区,这个连续区的体积有限,是一个弯曲的封闭体。为理解“有限无界的宇宙”,
可以想象一个人从地球的某点出发去寻找地球的边界,他朝某个固定的方向一直走下去,最
后将会回到起点,永远也走不出地球,也找不到地球的边界。当然,这样的解释很难消除人
们的疑惑,有人肯定会问,既然宇宙的体积是有限的,那么在有限体积之外又是什么?换句
话说,有限体积的宇宙必然存在一个边界,有人形象的比喻,如果我在这个边界上向外伸出
手去捞一把,会捞到什么?有一派人的观点是,在有限宇宙之外是难以言说的“无”(无空
间,无时间,无物质),你什么也捞不到。另一派人认为宇宙就像一个有 12 面墙的房间,
不过这个房间的每两两相对的墙面被黏合到一起,当你的手从墙面伸出去的时候,它会从对
面的墙上穿出来,你捞到自己家里来了。还有一种观点认为,由于宇宙膨胀的缘故,所有星
系都相对我们在退行,如果这个表面退行速度超过光速,我们就永远不会看到它们,这个极
限距离叫视界,我们只可能看到视界之内的有限宇宙,至于视界之外的那些部分,即使是无
限大,对我们也不会产生任何影响,从实证论的角度,我们完全可以说它们不存在,因为我
们永远拿不到它们存在的证据,而视界之内的宇宙可形成一个逻辑封闭的体系,通常的物理
因果关系在这个体系中完全自给自足。总而言之,有限宇宙论对“宇宙之外”很难自圆其说,
无论是将其定义为“无”,或是用超光速将其屏蔽掉,最终都会为神学留下地盘。
前面曾经讨论过绝对真空模型,所谓绝对真空就是绝对对称和绝对平直的真空。由于绝
对真空的物质分布是绝对对称的(包括反相共轭对称性、反向对冲对称性和各向同性对称
性),所以绝对真空不存在任何可观察性状,仅当绝对真空的对称性发生破缺,才产生了可
观察的粒子及可观察的质量和能量。另外,绝对真空是绝对平直的,它由无限多条相消干涉
弦组成,每一条相消干涉弦呈直线无限延伸,这就要求绝对真空具有无限的空间广延,因此,
我们所在的宇宙实际上处在一个无限广大的真空背景当中。显而易见,在这样一个背景中,
“我们的宇宙”不可能是独一无二的,应该还有许许多多类似的其它宇宙存在,每一个宇宙
的空间广延都是有限的,但是这些有限宇宙的数量可能是无限的,“我们的宇宙”不过是无
数个宇宙当中的一个。可以把这些有限宇宙称为“元宇宙”。这样一来,我们就又回到了牛
顿的宇宙观,所不同的是,我们现在有了一个绝对真空背景和一个大爆炸宇宙模型,两者的
结合就产生了一个新的宇宙模型:所有的有限宇宙(元宇宙)都是通过“大爆炸”产生的,
而所有的宇宙大爆炸都是在无限真空背景中发生的,无限多个元宇宙在无限真空中不断创
生、演化、运动、发展和消亡,由此构成了无限广大的“总宇宙”。这样一个以绝对真空为
背景的无限多元宇宙可称为绝对真空和无限多元宇宙模型,简称无限多元宇宙模型。该模型
具有三个基本特征:即时空的无限性、物质的统一性和运动的绝对性。
第一,时空的无限性。无限多元宇宙在空间上没有界限,在时间上没有开端,但是,每
一个元宇宙在空间上有界限,在时间上有开端。这种时空观与牛顿的时空观有相似之处,但
从物理内容上看,两者还是有本质区别的。首先,牛顿设想的绝对空间和绝对时间是“与外
界任何事物无关的”、空无一物的、“纯粹的”空间和时间,而无限多元宇宙模型印证了空
间和时间是“运动着的物质的存在形式”,绝对真空是由绝对运动的电磁波样物质构成的,
真空任意一点的物质密度都是无穷大,时间是真空对称性破缺的结果,所以不存在脱离物质
运动的空间和时间,也没有外在于空间和时间的物质运动。其次,牛顿的绝对时空不过是人
为的假设,而绝对真空却是客观实在,绝对真空的基本结构是相消干涉弦,实现完全相消干
涉的必要条件是电磁波样物质的绝对对称分布,这就要求相消干涉弦必须是绝对平直且无限
279

