一百年前,愛因斯坦從廣義相對(duì)論中得出預(yù)測(cè),如果宇宙發(fā)生坍塌,時(shí)間將可能倒流,隨后的多數(shù)宇宙學(xué)家都贊同這個(gè)觀點(diǎn)。

這是怎樣一回事呢?這里有必要先說一下坍塌是什么意思,宇宙坍塌,顧名思義,就是宇宙收縮。

宇宙坍塌即收縮,星系間的空間將被壓縮
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宇宙坍塌即收縮,星系間的空間將被壓縮

我們本著建立在相對(duì)論上的宇宙學(xué)原理和隨后發(fā)展起來的量子力學(xué),來證明宇宙坍塌會(huì)造成時(shí)間倒流的理由。

1-宇宙的膨脹與坍塌

當(dāng)前觀測(cè)到的宇宙,一直處于膨脹階段,按照哈勃參數(shù)進(jìn)行變速的膨脹,當(dāng)前時(shí)間段的膨脹值稱之為哈勃常數(shù)。詳見我的文章《從數(shù)理視角探究宇宙的幾何框架和演化歷程》,內(nèi)容很多,此處略。

根據(jù)宇宙學(xué)家預(yù)測(cè),宇宙不會(huì)一直膨脹下去的,當(dāng)其膨脹到臨界值時(shí),宇宙會(huì)發(fā)生坍塌(即收縮)。

2-宇宙坍塌與增熵定律

從宏觀上的能量分布上分析,宇宙坍塌會(huì)造成增熵理論失效,讓時(shí)間倒流。

增熵定律中,時(shí)間總是隨著宇宙運(yùn)行的而前進(jìn)
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增熵定律中,時(shí)間總是隨著宇宙運(yùn)行的而前進(jìn)

熵,秩序也。增熵定律如下:

ds ≥ δQ/T

ds 為熵值,δQ為能量交換,T為能量源的溫度。

2-1.宇宙一定是從有序狀態(tài)朝著無序方向發(fā)展的,即大爆炸后的宇宙一直在大爆炸能量的沖擊下,不斷膨脹。

那么增熵定律中的熵值所代表的宇宙運(yùn)動(dòng)順序—即時(shí)間,也一定是隨著宇宙膨脹的方向朝前運(yùn)行的。

2-2.如果宇宙發(fā)生坍塌,那么按照弗里德曼方程,星系之間的拉格朗日量(動(dòng)能+引力勢(shì)能)戰(zhàn)勝暗能量,增熵定律中的δQ取負(fù)值,那么熵值ds小于零,增熵定律失效的同時(shí),熵值為負(fù)意味著時(shí)間出現(xiàn)倒流。

3-宇宙坍塌與大爆炸理論

從宏觀上的宇宙大爆炸理論分析,宇宙收縮會(huì)讓時(shí)間倒流。

宇宙大爆炸產(chǎn)生了時(shí)間,并一直正向運(yùn)行
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宇宙大爆炸產(chǎn)生了時(shí)間,并一直正向運(yùn)行

宇宙大爆炸公式如下:

a(t)=a0*e^(ht)

a(t)為宇宙膨脹速度,a0為宇宙膨脹的初始速度,h為哈密頓參數(shù),t為時(shí)間,e為自然常數(shù)。

3-1.宇宙大爆炸理論認(rèn)為,宇宙是從一個(gè)體積無限小、密度無窮大的奇點(diǎn),在138億前瞬間爆炸中誕生的,并且一直處于膨脹狀態(tài),故上面公式中只能時(shí)間t>0,才能a(t)>a0導(dǎo)致宇宙膨脹。

3-2.如果宇宙坍塌,則哈勃參數(shù)a(t)<哈勃常數(shù)a0,以e為底的指數(shù)函數(shù),必然有t<0即時(shí)間為負(fù)數(shù),于是得出了時(shí)間出現(xiàn)了倒流的結(jié)論。

4-宇宙坍塌與量子力學(xué)

從微觀上看,膨脹中的宇宙是給時(shí)間賦值的根本原因。

引力場(chǎng)和反引力場(chǎng)的平衡,是宇宙和時(shí)間存在的本因
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引力場(chǎng)和反引力場(chǎng)的平衡,是宇宙和時(shí)間存在的本因

這是因?yàn)槲镔|(zhì)之間的強(qiáng)核力、弱核力、電磁力將粒子束縛在一起,稱之為引力場(chǎng);而宇宙大爆炸后殘留在空間中的暗能量導(dǎo)致宇宙膨脹,我們稱之為反引力場(chǎng)

4-1.世界之所以在宏觀的無序中存在著微觀上的有序,就是反引力場(chǎng)約束著引力場(chǎng),而引力場(chǎng)是體現(xiàn)在在亞原子層面上粒子之間的量子場(chǎng)。

無論是經(jīng)典的薛定諤方程,還是后來的QCD方程、GSW方程,所描述的粒子波函數(shù)都是由簡(jiǎn)諧波合成的,簡(jiǎn)諧波方程如下:

f(x,t)= Ae^i(kx-ωt+φ)

A為振幅k為波數(shù)x為位置ω為角頻率φ為初相角,t就是時(shí)間。

其意義是在時(shí)間t內(nèi),波函數(shù)某處振動(dòng)永遠(yuǎn)落后于波源的振動(dòng)。即波的振動(dòng)起始于場(chǎng)源并落后于場(chǎng)源。

如果宇宙坍塌,粒子波源發(fā)生糾纏,其波函數(shù)也會(huì)坍,時(shí)間會(huì)反轉(zhuǎn)
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如果宇宙坍塌,粒子波源發(fā)生糾纏,其波函數(shù)也會(huì)坍,時(shí)間會(huì)反轉(zhuǎn)

4-2.如果宇宙坍塌,引力場(chǎng)和反引力場(chǎng)的平衡被破壞,粒子所在的空間被無限壓縮,各類粒子擠壓在一起,其所在的引力場(chǎng)源變的紊亂,波函數(shù)疊加甚至出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。那么其波函數(shù)的波源起始點(diǎn)發(fā)生倒置,時(shí)間t將會(huì)倒流。

此時(shí)微觀粒子不再遵守傳統(tǒng)的幾大作用力場(chǎng)的約束,因?yàn)閳?chǎng)源的倒置,時(shí)間也會(huì)反轉(zhuǎn)。其本質(zhì)原因是物理場(chǎng)被破壞,導(dǎo)致物質(zhì)所在的希爾伯特時(shí)空坐標(biāo)系出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

5-時(shí)間倒流的過程

綜合以上論點(diǎn),宇宙坍塌后,隨著空間不斷收縮,宇宙大爆炸后一直向前推動(dòng)宇宙運(yùn)行的能量消失,粒子的所處物理場(chǎng)也會(huì)失效。

于是宇宙開始沿著與大爆炸相反的方向運(yùn)行,之前一直向前運(yùn)行的時(shí)間,會(huì)出現(xiàn)倒流。

宇宙如果坍塌,量子世界將變得一片渾濁
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宇宙如果坍塌,量子世界將變得一片渾濁

隨著宇宙的坍塌的加劇,空間和時(shí)間壓縮到極致時(shí),原子之間的距離變的更小,首先是弱核力消失,及著是電磁力消失,最后夸克之間的強(qiáng)核力也被破壞。此時(shí)在狹小區(qū)域內(nèi)粒子的動(dòng)能無限增加,宇宙溫度急劇升高,宇宙將發(fā)生大爆炸,一切物質(zhì)包括粒子消失,宇宙回到最初的奇點(diǎn)。時(shí)間從哪里來,即回到哪里去。

時(shí)間的本質(zhì)即物質(zhì)的運(yùn)動(dòng),隨著物質(zhì)的湮滅,時(shí)間也會(huì)消失
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時(shí)間的本質(zhì)即物質(zhì)的運(yùn)動(dòng),隨著物質(zhì)的湮滅,時(shí)間也會(huì)消失

結(jié)論:宇宙大爆炸產(chǎn)生了時(shí)間,但是坍塌的宇宙讓時(shí)間倒流,宇宙再次爆炸回歸到最初的起始點(diǎn),此時(shí)時(shí)間也將歸零,等待下一次奇點(diǎn)的爆炸,誕生全新的宇宙,這就是宇宙輪回,也是時(shí)間的宿命。