當前宇宙在大爆炸前有一個孿生兄弟

據國外媒體報道，直至近年，關於「大爆炸」是如何發生以及「大爆炸」之前的宇宙狀況一直是物理學家難以準確回答的嚴肅問題。偉大科學家愛因斯坦提出的「廣義相對論」也無法解釋其中的奧秘，因此目前此類問題也無法依據科學觀點進行說明。近期，科學家宣稱，在當前宇宙之前還存在著另一個宇宙，它們之間有相似之處，是當前宇宙的「孿生兄弟」。

在過去幾年，一種叫做「圈量子重力」（Loop Quantum Gravity）的最新理論已由科學家提出。該理論暗示「量子反彈」是可行的，我們當前的宇宙是從之前一個崩潰宇宙中滋生形成的，然而之前的這個宇宙究竟是什麼樣子，科學家仍無法準確解釋。

「宇宙記憶缺失」

目前，墨西哥國立自治大學物理學家阿歷賈德羅?科裡奇和加拿大多倫從圓周理論物理研究所物理學家帕拉姆普裡特?辛格設計了一個簡單的圈量子重力模型，並進行了非常吸引人的答案——大爆炸之前的宇宙可能與當前的宇宙十分相似，也就是說大爆炸前存在著一個宇宙「孿生兄弟」。這項研究將發表在近期出版的《物理評論快報》期刊上。

辛格在接受PhysOrg網站採訪時說，「這一概念的重要意義在於回答了大爆炸之前宇宙發生的事情。它仍保留著神秘色彩，通過模型將揭示大爆炸的單一特性，量子泡沫或者是相反的典型時空。比如：如果存在量子泡沫，我們就不能運用時空等概念進行解釋。我們的研究顯示宇宙的另一面像我們當前宇宙一樣具有非量子物理屬性。」

這項研究建立在之前的研究基礎之上，但具有許多重要的不同之處。2007年，美國賓夕法尼亞州立大學物理學家馬丁?博約瓦爾德通過簡單圈量子重力模型演示了宇宙大反彈「另一面」的真實存在。然而，雖然該模型形成了正常的數字證據，但由於沒有當前宇宙的觀測數據資料，科學家們無法瞭解到大爆炸前宇宙究竟是一個什麼樣的狀況，因為反彈自始至終沒有留下任何證據。博約瓦爾德稱該情況為「宇宙記憶缺失」（cosmic amnesia）。

當前宇宙在大爆炸前有一個孿生兄弟

孿生宇宙是當前宇宙的「鏡像」

但是，科裡奇和辛格進一步對一種叫做「量子約束」的重要因素進行評估之後，改進了簡單圈量子重力理論。目前，他們使用當前的最新版sLQG演示了大反彈前宇宙體積和動力相對波動性始終存在於大反彈的過程之中。辛格稱，這暗示著兩個雙胞胎宇宙擁有相同的物理定律，特別是相同的時間概念。物理定律沒有發生變化是因為兩個宇宙的進化一直保持整體性，這是量子系統進化的最完美方式。依據我們的觀點，遠處看它們就是一對孿生宇宙，人們很難辨別它們之間的差異。

這意味著當前的宇宙在大爆炸之後存在大約137億年，它與137億年前大爆炸前的「孿生兄弟」具有許多共同的特徵。從理性角度來看，我們的宇宙有自己的鏡像，以大爆炸（大反彈）為對稱線。辛格說，「在大爆炸之前，宇宙的所有普通特徵都是相同的，它將遵循著動力學方程式（愛因斯坦提出的），該方程式顯示宇宙是非常巨大。我們的模型預測此時的宇宙的體積是普朗克尺度（Planck size）的100倍時，就會發生以上情況，它們擁有相同的進化速度。由於大爆炸前宇宙正逐漸縮小，這樣我們好像看到了時間逆向發展。」

特別明確的是，科裡奇和辛格認為跨越大爆炸過程的相對波動性低於10-56，這一數字相當於1百萬秒差距（表示天體間距離的單位3.26光年），但對於宇宙增長速度而言太小了。目前，宇宙的增長膨脹速度在3000至6000百萬秒差距之間。

當前宇宙可能在反覆的「大爆炸」中進化

他們解釋稱，擁有一對孿生宇宙並不意味著它們的每一個特徵都是相同的。例如：可能在某處有一個人與你有許多相似之處，雖然他在生活中現實存在，卻不意味著他就是你的孿生兄弟。辛格說，「如果一個人能夠使用非常強大的顯微鏡（探測普朗克尺度的高能量實驗）觀看某些微觀性質，那麼他就能看到一些微觀性質之間的差異，這就如同看孿生兄弟也有不同的指紋或一個有胎記而另一個兄弟沒有胎記，或者DNA之間的差異。」

辛格解釋，目前關於大爆炸之前宇宙可能發生的詳細情況仍有許多疑問。最大的問題就是當我們認為在更複雜的狀況下，是否這些大爆炸前的宇宙特徵仍能保持。比如：某個人很想知道存在於宇宙之前如星系等太空結構的具體狀況，是否在這個新膨脹增長的宇宙中會留下新的烙印，或者出現一些相同或類似的結構形式。例如，能否發生如下情況，在之前的宇宙中星系以不同方式形成，因此，有人可能會認為星系分佈狀況會有所不同。當我們深入理解了這些模型，便能夠解答這個問題。

最終，科裡奇和辛格的模型可以告訴我們未來的宇宙會是什麼樣子，依據當前宇宙加速度將最終確定宇宙的命運，這個模型的廣義概括將預測宇宙有可能重新崩潰瓦解。辛格稱，此類的宇宙將歷經許多次的大爆炸，從一次大爆炸分支過渡至另一次大爆炸，同時，處於不同大爆炸分支階段的宇宙可能具有相似性。