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时间之箭---宇宙膨胀就是量子纠缠网络的扩张
来源:宇宙解码 | 2020/8/23 4:19:29 | 浏览:537 | 评论:0

爱因斯坦在一封信中写到:“对于我们物理学家来说,过去、现在、未来的区分只是一种幻觉,尽管看起来很真实。”

时间反演对称性描述的是在时间反演操作下物理系统的对称性,大部分物理理论都是时间反演对称性的,但是有一个重要的物理定律是时间不可逆的:热力学第二定律。该定律表明,随着时间的流逝,一个封闭系统的无序度必须增加,永远不会减小。

通常,我们将该无序度称之为“熵”,当某些事情发生后无序度总是增加的,这就要求时间只能朝一个方向流逝。熵在宏观上看是系统无序度,在微观上看是大量随机事件自发演化的不可逆性,因为从统计上讲,其回到初始态的概率太低。宇宙是动态演化而非静止,而在演化过程中必然会有一个箭头。

时间之箭---宇宙膨胀就是量子纠缠网络的扩张

时间的不可逆性在过去超过一个世纪的时间里一直困扰着科学家们。大爆炸发生后,物质逐渐形成结构,行星,恒星和星系逐渐出现。时间的箭头永远指向前方。

有一个理论认为,当大爆炸发生时产生了一个与我们的宇宙相同的“镜像宇宙”并在大爆炸的瞬间朝相反的方向膨胀——而分别生活在这两个世界中的智慧生物在感知上会认为对方都在朝着时间轴的反方向前行。这一理论是由英国的朱利安·巴伯(JulianBarbour)博士,加拿大新布伦瑞克大学的蒂姆·科斯洛夫斯基(TimKoslowski)博士以及加拿大圆周理论物理研究所的弗拉维奥·莫卡提(FlavioMercati)博士共同提出的。

美国物理学家Allahverdyan和Gurzadyan,试图将“暗能量”和热力学定律联系起来。他们推导发现,暗能量的引进意味着空间会被推开,就像暗能量把宇宙不断的推开一样。在这种情况下,暗能量自然而然的就导致了时间的流向。

现在,物理学家正在揭开时间之箭的一个更为基本的起源:量子纠缠。大多数物理系统都能通过纠缠迅速到达热平衡状态,具体时间与系统的尺度成正比。

时间之箭---宇宙膨胀就是量子纠缠网络的扩张

麻省理工学院教授的塞思•劳埃德(Seth Lloyd),发现当粒子相互纠缠程度增加时,原本用来描述它们的信息(比如“1”代表自旋向上,“0”代表自旋向下)会逐渐转变成对所有纠缠粒子的整体描述。最终,关联会包含所有信息,单个粒子的信息则归于消灭。一旦到达这一步,粒子便进入一种平衡状态,它们的状态不会再经历任何变化,就像热茶冷却到室温一样。

越来越多的物理学家开始相信,时空本身就是量子纠缠的结果。目前为止,已经有人成功推导出了爱因斯坦方程即等效原理,这为时空动力学以及时空几何可以从纠缠量子比特中生成提供了证据。如下图:独立粒子(点状)与其他粒子相互纠缠。这些纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠,时空的三维结构也就生成了。

时间作为一种“概念”,用于描述(或者说建立)人类认识世界的“经验”。物理学理论中存在各种对称性,包括时间和空间的对成性,而我们现实中发现时间仅仅是单向流动,都是热力学第二定律在起作用。虚无真空中不存在时间和空间,一旦物质粒子产生,新生的粒子就会自动与同源的粒子进行纠缠,以求达到整体性平衡状态,这个过程就是时空诞生的过程。

时间之箭---宇宙膨胀就是量子纠缠网络的扩张

这种时空猜想的科学家们给时空的基本单元起了一个名称“时空原子”,我认为可能就是原本虚无真空中的“量子比特”。

现在有理论认为,构成宇宙的基本单元是量子比特,多个量子比特组合构成了弦,弦又是我们通常说的微观粒子的基础。也就是说,宇宙的基本单元是信息,信息是物质的基础。

原本虚无中并不存在时间和空间,但存在着量子比特,量子比特之间相互纠缠形成弦,即微观粒子,实际上虚无的真空中不停的产生各种成对的物质粒子,但很快又湮灭了,也就是说量子比特之间的纠缠是一个很正常的现象。新生粒子的量子比特继续与虚无中的其他量子比特纠缠,不断扩张,这个过程就是时空诞生的过程。

随着更多量子比特之间纠缠,时空的三维结构也就生成了,并且形成了纠缠的时空网,宇宙诞生了。可以说宇宙大爆炸之前的那段宇宙暴涨以及后来的宇宙膨胀并不像吹一个气球那样,而是纠缠时空的快速生成,已经存在的纠缠时空又不断吞并新的量子比特,这是纠缠时空网络扩张的过程。由此也可以推断出:宇宙暴涨以及宇宙膨胀速度其实就是量子纠缠速度,而且量子纠缠的速度也不是恒定的。

时间之箭---宇宙膨胀就是量子纠缠网络的扩张

信息要比时间更加本源,信息是万物存在的基础,不仅是我们通常理解的“物质”,更包括时间和空间。可以说没有信息,不仅物质不存在,就连时间和空间也不存在。

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