作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2010-9-9 9:39:24
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《数学物理通讯》:宇宙大爆炸发生在“绝对”混沌之中
可由数学工具加以检验

 
据美国物理学家组织网9月8日(北京时间)报道,美国西北大学物理学家运用严格的数学参数,论证了宇宙在大爆炸及其后的膨胀时期,就已经是高度混乱无序的状态,而且这种混沌并非相对,而应是绝对的。这项研究报告发表在《数学物理通讯》(Communications in Mathematical Physics)上。
 
所谓混沌,原本就是指宇宙未形成之前的混乱状态,中国及古希腊的哲学家和科学家对于宇宙起源持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今我们看到的、有条不紊的状态。而西方自然科学家在长期的探讨后,逐一发现众多自然界中的规律,如人们耳熟能详的万有引力、杠杆原理、广义相对论等。这些自然规律都能用单一的数学工具(如公式)加以描述,并可以依据这些公式准确预测物体的行径。
 
虽然初步研究没能表明,宇宙是由初始状态逐渐聚合为它当前样子的,但研究人员发现一个可能更有趣的事实,那就是:宇宙诞生这件事本身,就是处于混乱之中的。
 
7年前,美国西北大学物理学家阿迪尔森·E·莫特猜想,宇宙在大爆炸以及之后的膨胀时期,或已是混沌的状态。现在,莫特和他的同事认为,这一现象是绝对的且可用数学工具加以检验的。
 
科学家在解释这份新研究报告时称,在物理学中,某些事情是绝对的,比如说光速,其相对于任何真空中的参照物而言都是一样的;其他则是相对的,譬如说救护车鸣笛的音调,其高低取决于听者所在的位置。但也存在一些问题,譬如说,在广义相对论范畴下时间本身是相对的,那宇宙究竟是绝对还是相对的?解决这样的问题要涉及一个物理学长久以来需要确定的因素——系统的演化中“混沌”是绝对的还是相对,即物体不断以某种规则复制前一阶段的运动状态,而产生了无法预测的随机效果,这一现象是否为绝对的?
 
莫特解释称,如果混沌是相对的,正如先前的一些研究表明,关于宇宙的问题根本没有得到回答,因为对不同的参照物而言,结论完全不同,而研究人假设在不同观测者之间有一个“协议”,在广义相对论的范畴下,这个“协议”叫做“相对论不变式”。“从技术上讲,混沌的指标就是‘相对论不变式’”。而数学上的描述同样可解释这一结论:因奇异点(奇异点,指计算步骤表现出函数的不连续或导数不存在特性的点)诱导产生的时间坐标,不受观测者变换的影响。
 
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