最新的量子引力學說——因果集理論指出 宇宙恒常沒有開端
說來話長，最開始的時……好吧，也許現在我們的宇宙還沒有開始呢，因為它始終存在于無限的過去之中。最新的量子引力理論揭示了這一可能性。
英國利物浦大學研究時間性質的物理學家布魯諾·本托說："現實中就有許多東西乍看起來是科幻甚至是神話故事裡的奇妙玩意。"
在他的工作中，他采用了一種新的量子引力理論，稱為因果集理論，其中空間和時間被分解為離散的時空塊。根據這一理論，在某個層面上，有一個基本的時空單位。
本托和合作者使用這種因果集方法來探索宇宙的起點。他們發現，宇宙有可能沒有開始--它一直存在于無限的過去，隻是最近才演變成我們所說的大爆炸。
量子引力也許是現代物理學面臨的最令人尴尬的問題。我們有兩種異常有效的大理論：量子物理學和廣義相對論。
量子物理學已經成功地刻畫了自然界四種基本力中的三種(電磁力、弱力和強力)，細化到微觀尺度。另一方面，廣義相對論是有史以來對引力的最有力和最完整的描述。
但是，盡管廣義相對論具有所有的優點，它也是不完整的。在宇宙中至少有兩個特定的地方，廣義相對論的數學原理被打破，無法産生可靠的結果：在黑洞的中心和宇宙的起點。
這些區域被稱為 "奇點"，是我們目前的物理學定律崩潰的時空點，它們是廣義相對論被自己絆倒的數學警告标志。在這兩個奇點内，引力在非常微小的長度尺度上變得難以置信的強大。
因此，為了解決奇點之謎，物理學家需要對強引力進行微觀描述，也稱為量子引力理論。現在有很多競争者，包括弦理論和圈量子。
還有一種方法，完全改寫了我們對空間和時間的理解。
因果集理論
在目前所有的物理學理論中，空間和時間是連續的。它們形成了一個平滑的結構，支撐着所有的現實。在這樣一個連續的時空裡，兩個點在空間上可以盡可能地接近，兩個事件在時間上可以盡可能地接近。
但另一種方法，稱為因果集理論，将時空重新想象為一系列離散的塊狀物，或時空 "原子"。這種理論将對事件在空間和時間上的接近程度進行嚴格限制，因為它們不能比'原子'的大小更接近。
例如，顯示器上畫面都是平滑連續的，但我們知道，它們其實由分割空間的像素構成。
這一理論讓本托感到興奮。
"我很激動地發現了這個理論，它不僅試圖盡可能地從根本上解決問題--作為量子引力的一種方法，實際上是對時空概念本身的重新思考--而且還賦予時間以核心作用，以及時間的流逝在物理上意味着什麼，你的過去到底有多大的物理意義，未來是否已經存在。"
因果集理論對時間的性質有重要的影響。
"因果集哲學的主體部分是，時間的流逝是一種物理性的東西，它不應該被歸結為某種出現的幻覺，或者是發生在我們大腦内部的東西，使我們認為時間流逝；這種流逝本身就是物理理論的一種表現。因此，在因果集理論中，一個因果集将一次增長一個'原子'，并變得越來越大。"
因果集方法巧妙地消除了大爆炸奇點的問題，因為在該理論中，奇點不可能存在。物質不可能壓縮到無限小的點--它們不可能變得比時空原子的大小還小。
那麼，如果沒有大爆炸的奇點，我們宇宙的開端是什麼樣子的呢？這就是本托和他的合作者，倫敦帝國學院的研究生斯塔夫-紮勒(Stav Zalel)的工作，探索因果集理論對宇宙的初始時刻的說法。
他們未經同行審議的論文，9月24日發表在預印本數據庫arXiv中→
這篇論文研究了 "在因果集方法中是否必須存在一個開端"，本托說。
"在最初的因果集表述和動力學中，經典地講，一個因果集從無到有成長為我們今天看到的宇宙。而在我們的工作中，就沒有大爆炸這個開端，因為因果集對過去是無限的，所以之前總是有一件東西。"
他們的工作暗示，宇宙可能沒有開始--它隻是一直存在着。我們所認為的大爆炸可能隻是這個始終存在的因果集演變過程中的一個特定時刻，而不是一個真正的開始。
然而，仍有許多工作要做。目前還不清楚這種沒有開始的因果關系方法是否能讓我們可以用物理理論來描述大爆炸期間宇宙的複雜演變。
"人們仍然可以問，這種[因果集方法]是否可以以'合理'的方式解釋，或者這種動力學在更廣泛的意義上意味着什麼，但我們表明，一個框架确實是可能的，所以至少在數學上，這是可以做到的。"
換句話說，這是......一個開始。
https://www.sciencealert.com/the-universe-may-have-never-begun-physicists-say
*說明一下，這個原文把因果集理論的重點放到了最小時空單位上，用于區别它和以往的理論。但實際上，衆所衆知，圈量子理論裡也存在最小的時空單位，如空間子一類的東西。本文這麼表述，或許是為了方便讀者理解，可以簡單地推理出時空沒有奇點，因為“物質不可能壓縮到小于時空的基本單位”。
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