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wzatv:【j2开奖】徐一鸿:宇宙的终极奥秘隐藏在哪儿? | 当阿热遇见赛先生(2)

时间:2016-11-15 17:16来源:118论坛 作者:118KJ 点击:
这是我们宇宙演化史上的一个关键节点 [8] ,称之为“解耦合”(Decoupling),意思是说,光子不再与电子、质子耦合在一起。此时,光子与氢原子的电磁相

  这是我们宇宙演化史上的一个关键节点[8],称之为“解耦合”(Decoupling),意思是说,光子不再与电子、质子耦合在一起。此时,光子与氢原子的电磁相互作用,比之前光子与电子或质子的电磁相互作用弱了很多。

  许多读过通俗物理书籍的朋友,在这里常常产生疑惑。他们会问:“光子与周围的原子不发生作用吗?”

  是的,以人类的标准,它们的确经常发生相互作用。在日常中,光子与原子的互动正是形成我们视觉的基础:光子进入我们的眼睛,与视网膜上的原子和分子发生相互作用。但是,光子-原子的相互作用比起光子-电子,或光子-质子的相互作用,几乎少得可以忽略不计。况且,宇宙中光子的数量远远大于电子和质子的数量[9],即使有一小部分光子与新形成的原子发生作用,绝大多数光子仍不受原子的碰撞而自由驰骋。

  我们知道,经历“解耦合”事件,千古万年,宇宙仍持续冷却,光子的能量进一步降低。目前,那些光子,大部分已与宇宙中组成物质的原子“解耦合”,也就是说不再发生关联,而其能量越来越低。现阶段的能量水平仅相当于微波炉中光子的能量(注:一个普遍的误解是,微波炉中的辐射一定相当强,因为它能够用来烧水和做饭。其实,这是由于微波炉辐射中包含大量光子的原因,而微波中每个光子的能量相较于可见光的光子能量非常微小。)而这些从"解耦合"后剩余的光子,形成了宇宙微波背景辐射。

  宇宙微波背景辐射,就像一个在天空中巨大的布告板,全宇宙的智能文明都能够看到[10]

  在“解耦合”时期中,宇宙各区域的温度不可能绝对相同。量子涨落就会导致不同区域在温度上出现的微小差异[11](注:仅有十万分之一的差异),且这种差异性是能够探测到的。因此,我们提出,一种普适性的信息是可以隐藏在这些温度涨落的统计关系中的[12]

  宇宙微波背景辐射的图像相当于宇宙婴儿期的照片,其中不同的颜色代表不同的温度区域。

  

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  宇宙微波背景辐射全天图(图片来源:维基百科)

  下一个问题是,信息的内容应该是哪方面的呢?我们想过许多可能性,最后我们认为,任何智能文明都有能力探测宇宙微波背景辐射,而且应该都能够知道四种基本相互作用中的三种——电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用——受到规范理论的支配,基于一些基本李代数[13]

  因此,我们建议,其中隐藏的信息应该是一则简单的公告:“嘿!宇宙是受规范理论支配的,而相关的代数是这般这般等等。”

  数学上而言,李代数是由嘉当矩阵唯一决定的,但对于我们的目的来说,它仅仅是一个几乎为零的序列数,零星散布着2’s或?1’s,以便于利用相对较少的比特来进行编码。

  我们进一步估计,利用宇宙微波背景辐射的温度涨落来编码的信息量,不会大于105比特。如此,能够足够地[14]给出前几十个嘉当矩阵,以建立编码所需的模式,以期最终的结果能够指定规范代数的使用,以及夸克和轻子是如何在规范代数下表现的。

  当然,这仅是个建议。或许我们的科学发展仍不够先进,所以不足以猜读出宇宙布告上的信息。打个比方,超弦理论学家或许会说,这个信息是告诉我们,哪个是正确的超弦理论,假设超弦理论是对的。

(责任编辑:本港台直播)
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