宇宙微波背景輻射中發現圓環結構透視到大爆炸發生之前的宇宙

一般意義上，要問宇宙大爆炸之前發生了什麼並不科學，因為根據大爆炸理論，時間本身便產生於大爆炸的那一瞬間，在此之前時間概念尚不存在。但據美國物理學家組織網 11月23日報導，英國牛津大學物理學家羅傑彭羅斯和亞美尼亞埃里溫物理研究院的瓦赫古薩德揚在宇宙微波背景輻射中發現了一種圓環結構，讓人們能“透視”到大爆炸發生之前的宇宙。

宇宙微波背景輻射被認為是大爆炸的“餘燼”，是宇宙年齡約 30萬歲時遺留下來的，均勻地分佈於整個宇宙空間。上世紀 90年代初，科學家發現宇宙微波背景輻射的溫度具有各向異性，即在不同方向上溫度有著大約十萬分之一的微小差異，這為大爆炸理論提供了最有力的觀察證據。科學家認為，這種微小溫差衍生出了今天這個大尺度的宇宙結構。更重要的是，由於宇宙膨脹發生在大爆炸後 1秒之內，溫度變化被認為是隨機的，這將導致宇宙輻射接近均勻的分佈。

而彭羅斯和古薩德揚最近在宇宙微波背景輻射中發現了圓環結構，其中的溫度變化比期望值更低，這意味著宇宙微波背景輻射的各向異性並非完全隨機。他們認為，這些圓環是超大質量黑洞碰撞的結果，碰撞產生了巨大的，各向同性的能量爆發，遠遠超過了常規溫度變化的能量。但奇怪的是，通過計算，一些大的，近乎各向同性的圓環必定存在於大爆炸發生之前。

發現宇宙微波背景輻射中存在圓環結構並不是對大爆炸理論的否定，而是支持可能存在多次大爆炸。科學家解釋說，我們生活在一個循環的宇宙中，一個宇宙終結標誌著一個“世代“結束，緊接著會引發另一場大爆炸，開始另一個”世代“，產生一個新的宇宙，這一過程無限重複。科學家認為，黑洞碰撞產生的圓環可能發生在我們這”世代“之前一個“世代”的晚期。

此前，彭羅斯就在研究循環宇宙模型。因為他注意到人們普遍接受的膨脹理論有一個缺陷：它不能解釋宇宙初始為何有這麼低的熵值，而低熵狀態（或高度有序狀態）是形成複雜物質的必要條件。循環宇宙的觀點認為，一個宇宙擴張到極限，黑洞將會蒸發，其吞噬的所有信息都將消失，宇宙中的熵也被帶走。如此一來，一個新的低熵宇宙將開始。

由於這些圓環結構意義重大，科學家將進一步證實它們的存在，並檢驗哪個模型能最好地解釋它們。彭羅斯和古薩德揚已經在借助威爾金森微波各向異性探測器和1998年“飛鏢“球載望遠鏡（BOOMERanG98）兩個實驗的數據對圓環結構進行探測，並消除儀器誤差的可能性。但即使這些圓環確實起源於大爆炸之前的某個時期，循環宇宙模型也未必能提供最佳的解釋。主要質疑包括，為何兩個“世代”之間存在巨大的尺度轉換，以及為何這一模型要求所有的粒子在未來某一時刻都失去質量。