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在宇宙形成前是什么

在宇宙形成前是什么豁 : w s 远招撒 ‘指纹 ’了。 ”辛格说。目前学术界对这种说法仍存在争议。 (韦光 ) 在宇宙形成前是什么据英国 Ne 叨 S e ic n t七t , 20 08 , 198 : 10 报道 , 加拿大圆周理论物理研究所的辛格 (P. S in gh )和墨西哥国立自治大学的科里奇(A. C0 ri ch i) 的计算表明 , 如果在我们的宇宙形成之前还存在另一个宇宙 , 那么它应和现在的宇宙非常相像 , 具有相同的物质基本组分以及性质 , 甚至有可能在太空中...

豁 : w s 远招撒 ‘指纹 ’了。 ”辛格说。目前学术界对这种说法仍存在争议。 (韦光 ) 在宇宙形成前是什么据英国 Ne 叨 S e ic n t七t , 20 08 , 198 : 10 报道 , 加拿大圆周理论物理研究所的辛格 (P. S in gh )和墨西哥国立自治大学的科里奇(A. C0 ri ch i) 的计算表明 , 如果在我们的宇宙形成之前还存在另一个宇宙 , 那么它应和现在的宇宙非常相像 , 具有相同的物质基本组分以及性质 , 甚至有可能在太空中观察到这个 “母宇宙 ”所遗留下的痕迹。对于在宇宙大爆炸前发生了什么的疑问 , 长久以来一直被认为没有意义 , 因为根据广义相对论 , 大爆炸起始于奇点 , 这时所有的物理定律都崩塌了 , 任何数学计算都无能为力。现在物理学家相信 , 广义相对论是有局限的 , 而量子力学的作用原理会使奇点变得略微模糊 , 所以在某个特定时刻 , 密度与辐射能量并非无穷大。这样就有可能推算出是什么过程导致这个特定时刻的出现。根据圈量子引力理论 , 我们的宇宙起源于一个 “母宇宙 ” , 圈量子引力理论试图将相对论与量子力学结合起来 , 并认为我们的时空类似于一种相互间紧密连接的且经常改变自身排列的纤维。在最小的空间尺度 10扔米上 , 纤维纠缠成团 , 但在更大尺度上时空则是平坦的。圈量子引力理论预言 , 当时空被紧密挤压时 , 它将变得富有弹性。所以当 “母宇宙 ”在收缩时 , 它将达到一个密度的极大值点 , 然后以大爆炸的形式进行反弹。辛格和科里奇将圈量子引力方程应用于一个高度简化的宇宙模型时 , 发现了时空的性质 , 例如其所包含的物质和能量在反弹时几乎没有发生变化。如果这一切都是真的 , 我们就有可能看到这个 “母宇宙 ”所遗留下的痕迹。辛格认为 , 形成我们宇宙大尺度时空结构的种子 , 比如超级星系团结构 , 在大爆炸之前就存在了。这些种子可能会保留在大爆炸后的遗迹 “宇宙微波背景辐射 ”中。 “如果这个结论是正确的 , 那么我们就有可能观察到这个 ‘母宇宙 ’的可与暴胀宇宙竞争的快速声波模型据英国 Ne w Se ic n tis r , 20 08 , 265 0 : 11 报道 , 伦敦帝国学院的宇宙学家麦格艾奥 (J. M ag ue ij。 )等人研究表明 :如果声音的传播速度在宇宙创生大爆炸后的一刹那非常之快 , 则将有助于说明星系的形成和宇宙在大尺度上均匀等问题。 “视界疑难 ”是宇宙形成中的诸多问题之一 , 它是指观测表明 , 分布在宇宙所有方向上的微波背景温度大体都一样 , 故此疑难亦称均匀性问题。但自从大爆炸发生 , 却没有足够的时间让辐射在广阔的宇宙空间来回传播、调节温差。暴胀解决了这个难题 :在暴胀模型中 , 宇宙膨胀极快 , 使具有相互联系的范围迅速扩大 , 即视界迅速变大 , 从而解决了上述疑难。暴胀宇宙模型虽然是美丽和成功的 , 但宇宙暴胀如何产生、为何产生 , 却没有任何基本的物理说明。宇宙学家接受它犹如教徒在信教。 19 90 年代后期 , 麦格艾奥等对解决视界疑难提出了另一个有争议的建议 : 若在大爆炸发生后的瞬间 , 光线的传播速度非常之大 , 它将能覆盖比我们想象的更为广阔的天区 , 从而能以光辐射的形式在远距离的星系之间交换能量 ;但问题在于竟逐于四面八方极快的光速将抹平宇宙间的一切差异 , 特别是留不下任何温度和密度的起伏 , 而这些起伏正是日后诞生星系的种子。现在 , 麦格艾奥等人探讨 : 如果早期宇宙是声速而不是光速大得多的话将会发生什么样的情况 :声波在穿越原初气体的等离子体内时能否在差异很大的天区之间交换能量。他们研究的结论是肯定的 :正如快速的光波所能做的那样 , 快速的声波也能解决视界疑难。此外 , 他们还发现 , 若声波在早期宇宙的某一特定时刻突然降速 , 则将遗留下小的起伏 , 计算表明这一起伏正是大爆炸遗留下来之残迹的印记—宇宙微波背景。麦格艾奥说 , 进一步的观测将有助于检验他们的设想 , 例如 , 与许多暴胀模型不同的是 :快速声波模型不预见引力波的存在。英国苏塞克斯大学的宇宙学家利德尔(A . u ddi e) 认为 , 这个虚构的模型虽具魅力 , 但仍应进一步完善。 (许梅 ) 惩罚损益的博弈实验据英国 N以u re , 20 08 , 45 2 : 34 8 报道 , 美国的德雷伯 (A. D re be r )等人就惩罚对行为收益的影响间题进行了 “囚徒博弈 ”研究。著名的 “囚徒困境 ”模型表明 , 如果博弈参与者相互合作则平均收益最高 , 反之则平均收益最低 ;但是如果一方合作而另一方不合作 , 则合作方收益最低而不合作方收益最高。研究者给上述模型引人了“利他惩罚 ”的概念 , 这是指博弈参与者在对方不合作时 , 自己付出代价以使对方损失收益。研究者把囚徒博弈策略从合作与不合作两种扩展到合作、不合作和利他惩罚三种 , 并设计实验来考察可能的行为结果。在实验中 , 成对的受试者彼此通过计算机屏幕进行匿名的博弈游戏。合作被定义为给对方 1 个筹码来换取 2 一 3 个筹码 , 不合作被定义为从对方获取 1 个筹码 , 利他惩罚被定义为付出 1 个筹码以使对方损失 4 个筹码。结果显示 : 惩罚不仅不能增加平均收益 , 还容易导致反惩罚 , 甚至无故加罚 , 造成灾难性后果 ;收益排名占前五位的受试者不采用惩罚行为 , 而收益最少的受试者却强烈倾向于采用惩罚 ; 当对方不合作时 , 赢者常采取不合作 , 而输者常采取惩罚。研究者推测 , 利他惩罚的进化并非为提高群体的合作水平 , 很可能是出于建立权威统治的需要 , 旨在使群体控制个体的行为。然而从互惠角度考虑 , 赢者不施惩罚可增加收益 , 输者采取惩罚则更趋被动。 (柯声) 62 科学 2 008 年 7 月 (60 卷 4 期 )

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