張嘉年 E-mail:v_i81@ymail.com
無限,無始,無終的「超宇宙」
現今宇宙學普遍的認為:宇宙起源於「大靂靂奇異點」(big bang singularity), 而對於這個宇宙「大靂靂奇異點」的來源,大致有五派理論:
一.多重宇宙論(multiverse theory):宇宙有無限多個「大靂靂奇異點」就像大海中無數的泡泡,不斷出現脹大又消失, 當「單一宇宙」膨脹過大時,還會分裂出「子宇宙」,子宇宙若膨脹過大,又會分裂出「孫宇宙」,「單一宇宙」也可能收縮而消失在宇宙海中,而消失的宇宙能量會再創生出新宇宙.
二.空無創生宇宙論(Creation of universe from nothing theory)宇宙「大靂靂奇異點」誕生於無時間無空間的『空無』(nothing),這個『空無』不是「一無所有」的「空間」而是連「空間」也沒有,因為連「空間」都被壓縮成0了,所以這種『空無』有著巨大的「真空反彈力」(vacuum bouncing force),因而彈出了一個無限膨脹的宇宙.
三.振盪宇宙論(oscillating universe theoty):「大靂靂奇異點」來自前一次「宇宙大」(big crunch),我們的宇宙是不斷的重複「終結」及「再生」,而且一次比一次大,我們現在的宇宙已是「第50次再生」了.
四.圈量子重力論(loop quantum gravity theory):該論主要是說「超弦理論」中所述的-「弦」,是由更小單位-「圈」(loop)的「自旋網路」(spin networks)編織而成. 故「圈」(loop) 才是宇宙的「最小單元」. 且還有最小單位的「絕對時間」,即「普朗克時間」的5.38×10-44秒與最小單位的「絕對空間」,即「普朗克長度」(Planck’s length)的三次方(1.616×10-33公分)3=4.1×10-99cm3.
五.超弦理論(superstring theoty):「大靂靂奇異點」來自一根含巨大「純能量」,且無法測量的「超弦」
本文的模型就是綜合了上述四種理論並以超弦理論為主,而推論出整個宇宙可能為:無限,無始,無終的「超級宇宙」(Meta Universe),其可能結構如下(見第五章圖一):
一. 整個「超級宇宙」分為二個無限區:
1,負能量無限區:為無限萬有斥力(反引力)場的反(能量)宇宙.
2,正能量無限區:無限的正能量主要集中在「反宇宙總超弦」.其次分散於無數
「大靂靂奇異點」所形成的宇宙泡泡中.
二.無限萬有斥力場的反宇宙,提供了無數正能量宇宙創生的負能量「真真空場」,並隔離了無數宇宙,使各個宇宙彼此獨立.
三.無限正能量的「反宇宙總超弦」,收回無數終結宇宙(宇宙黑洞)的正能量,而成為了下一代新宇宙的能量來源.
四.無限正能量的「反宇宙總超弦」,分裂出無數「弦片斷」,一個「弦片斷」就形成一個「大靂靂奇異點」,然後再暴脹成一個宇宙.
五.本宇宙就是其中一個「弦片斷」所形成的「大靂靂奇異點」而暴脹出來的宇宙,本宇宙這個「大靂靂奇異點」的最大可能能量為2.893×10126eV(見第二章註2),而單位能量就是「普朗克能量:1.22×1028eV」.
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「膜世界假說」(brane world hypothesis), 根据1984年「超弦理論」發展而來,正如前述、宇宙原為一根無法測量的「弦」,「弦」的粗細為0,而且「弦」是「純能量」的「線形聚集」. 非任何物質構成, 拉長即質量增加,這根「弦」自宇宙「大霹靂-時空創生」(5.38×10-44秒)後:分裂成了GUT(Grand Unification Theory)「大统一場」的「五種超弦」(下圖三)這「五種超弦」經過了12次「一分為二」的分裂後,成為「X玻色子」(X-boson)及「Y玻色子」(Y-boson). 「X玻色子」及「Y玻色子」再分別組成二片超高能量的「X膜宇宙」(X-brane world)及「Y膜宇宙」(Y-brane world)(下圖四). 「膜宇宙」與「膜宇宙」之間的空間即為「第10維時空」, 這個「第10維時空」又稱為bulk,而「X膜宇宙」及「Y膜宇宙」就懸浮其中(下圖4),這種組成關係就像是由:「線」(五種M弦),結成「面」(膜宇宙),再結成「體」(10維時空)的關係,而另有部份弦被分裂出來組成了稱為「重(引)力子」(graviton)的「小閉弦」(micrco closed string),即「Ⅰ型閉弦」. 而這些「重(引)力子」的「小閉弦」亦飄浮在「第10維時空」中的二片超高能量「膜宇宙間」傳遞「引力」,這二片「膜宇宙」有些部份會飄浮到相距較近的距離,因此會因「引力」相吸而相撞,因此就創生出許多「宇宙星系」, 這種「膜宇宙」相撞理論也稱為「宇宙大爆炸論」(ekpyrotic cosmology),為美國哥倫比亞大學-庫里(Justin Khoury)博士研究團隊所提出,這次「宇宙大爆炸」的時間也是發生於10-36秒至10-33秒,故稱其為「第二次宇宙大爆炸」,也就是相當於同時在10-36秒至10-33秒發生的「宇宙大暴脹」(下圖四)
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