物質波軌跡異常：宇宙或以「大崩塌」終結

在宇宙學理論中，宇宙可能以一種可怕的方式結束，其揭示了宇宙中難以捉摸的量子引力。比如，有一天當你醒來的時候，周圍所看到的圖像變得模糊，如果這時候碰巧在照鏡子，也可發覺出現了可怕的現象，周圍的世界開始呈現出顆粒感，就如同一個低像素的圖像，只能勉強進行確認。而這時，聲音都顯得格外的不同，就像一根損壞的電話線所發出扭曲的信號，接著，一切都變成空白。

膨脹宇宙中的星系正在逐漸遠離我們而去（資料圖）

美國麻省理工學院的宇宙學家提出了一種新的宇宙終結理論，該理論認為宇宙最終將會以「大崩塌」的方式結束，而該終結模式似乎在邏輯上難以避免。宇宙學家通過對宇宙快速膨脹的機制進行研究後發現，膨脹的速率始終保持著一個較為穩定的數值，而如果宇宙膨脹效應中結合了量子力學的解釋，宇宙中的信息就會發生另一種變化。宇宙信息的變化，使得在宇宙終結方式開始之時，就像一個開始運行的且失去記憶功能的計算機。

「大崩塌」發生時，我們所看到的圖像出現了模糊

如果「大崩塌」發生的時候，而你還在鏡子的面前，你將不可能有足夠的時間去觀察鏡子中的你發生了什麼情況，最直接的感受可能就是環境溫度的變得冰冷，而由原子組成的物體，包括身體在瞬間被拉長，與跌入黑洞中的情景類似。緊接著，該宇宙終結模式也意味著在大爆炸之後所產生的各種宇宙常數被逐漸丟失。這幾乎使得宇宙學家對大崩塌理論中所推演的宇宙終結方式感到有些超出意料範圍。

因此，對於宇宙學家而言，這並不是一個令人毛骨悚然的末日理論，宇宙學家認為這個解釋有助於今後的研究工作，是一個有用的焦點理論，特別是其中涉及的量子引力論，其將廣義相對論與量子力學結合，衍生出在宇宙學家眼中是令其垂涎的理論。據馬宇宙學家介紹：「在過去，雖然這項研究所得出的宇宙終結方式面臨艱巨的挑戰，但是該理論也被證明是非常有用的，這就是我對大崩塌理論的看法。」

奇怪的理論總和當前普適的觀點相左，就像一個刺頭存在於我們的身邊。我們希望通過學習來從現有的理論中推演出一些有價值的線索，以方便我們繼續尋求對宇宙空間性質的了解。宇宙學家並沒有使用該理論深入闡明宇宙在量子引力論指導下如何進行終結，相反，他指出在量子引力論的框架下，可能導致宇宙出現這種終結方式，並且更重要的是，我們可以通過該理論來解釋或者假設宇宙中令人費解的神秘屬性。

根據量子力學理論，宇宙每一個粒子以及每一種場都伴隨著一種波，而這些波中所含有的信息可以告訴我們一切隱藏的奧秘，並且能反映出粒子和場的性質。我們可以預測這些伴隨著粒子和場運動的波當前是處於何種狀態，以及推測出在未來的任何時間內處於一種什麼狀態。以此類推，如果我們能記錄宇宙中所有的波現在處於何種狀態，並且在未來給定的時間點上又處於何種狀態，我們就可以通過這個來描述整個宇宙中任何信息。宇宙學家目前正在研究隨著宇宙的膨脹，這些信息會發生怎樣的變化。

如果我們要從量子引力論來推演隨著宇宙的膨脹，宇宙在未來會發生什麼事件，最重要的就是把握「空」的空間中的信息，以及隨著膨脹效應隨之而來的變化情況。我們從廣義相對論中了解到，時空是可以被扭曲的，並且能推測出時空扭曲所處的影響狀態，以及在特殊的時空中扭曲的方式。

有一種方法可以用於想像宇宙的狀態演化，可將宇宙想像成由無數個僅有普朗克尺度的「細胞」構成，這就如同在圖像中由一個個像素所構成的一樣。將宇宙想像成由最小的尺度構成是非常有意義的，這也是「可視化」想像的方式之一。一些宇宙物理學家認為：還可以用一比特的信息來描述每個普朗克尺度「細胞」的狀態，雖然最後精確的數量還需要處於辯論之中。這兒問題就出現了，當我們推斷這些普朗克尺度的「細胞」演化了數十億年之後，這時宇宙在膨脹效應的作用下也會變得更大。

一種選擇是在理論上添加所需的量子空間，並能將所有的普朗克尺度的「細胞」包含其中，這樣就帶來了新的信息，足以描述其是否以及如何變形彎曲。但是，我們推演到這裡就出現了違背現有理論的情況。在量子力學中，有一個關鍵的原理，即一個系統中信息的數量是始終保持不變的，而帶來的新信息明顯不符合這個理論。更重要的是，在通過對預測進行分解的推演中，這些「憑空」出現的額外信息意味著我們不可能從已知的理論中來預測未來的宇宙狀態。

另一種選擇便是脫離量子力學的框架，並接受添加的量子空間所帶來的新的信息。然後，我們使用對應數量的比特數來描述空間體積增加所增加的信息。因此，如果量子空間的數量增加一倍，唯一的選擇便是在用於描述空間比特數的立方厘米大小的空間中，所對應的比特信息減為一半。該理論所要表述的情況是：在以前沒有能比一個普朗克尺度還要小的變化，而現在放大到在兩個普朗克尺度上不存在任何變化，隨著宇宙膨脹效應所帶來的影響，在三個或者更多的普朗克尺度上存在不同，也就是說，這取決於宇宙的膨脹速率。最終，這些影響將影響到我們現在所有的物理定律。

在空間連續的假設下，不同能量光子只能以相同的速率進行運動。如果前文中假設的普朗克尺度的「細胞」變得足夠的大，我們就可能開始注意到波長很短的光子移動的速率要明顯慢于波長較長的光子。如果普朗克尺度的「細胞」變得更大，後果將不堪設想，由物質粒子運動中所伴隨的波的軌跡就會出現傾斜，這將改變原子核中粒子的能量，最後，正常穩定的原子核就會土崩瓦解，這就是從量子引力論所推演出關於宇宙以「大崩塌」終結的模式。

而這可怕的未來是否需要等待？宇宙學家認為：也許不需要。在一個膨脹宇宙的有限的一生中，伴隨著恆星、星系以及行星的誕生，如果我們假設一個極快的速率推演，目前被廣泛接受的加速膨脹理論，我們有可能距離大崩塌僅有數十億年的時間。在這種情況下，空間的粒度已經變得足夠大，足以影響到宇宙伽馬射線爆發中不同波長光子抵達地球的時間。

宇宙以「大崩塌」進行結束可能並不正確，僅是一種假說。 如果有一個完整的量子引力論，足以描述普朗克尺度空間上最小的空間信息以及相關的行為特徵，這可能會避免「大崩塌」的出現。

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