量子宇宙学

　　6、【量子宇宙学】(quantum cosmology）应用量子引力研究宇宙在极早期创生、结构和演化规律的一个新兴学科。宇宙学家霍金是新兴科学量子宇宙学的创始人之一。霍金和其他人相信，只有借助量子理论，才能揭开宇宙之谜。他的构想是将整个宇宙视为一个量子粒子，重复一些简单的步骤，就能得到一些惊人的结果。量子理论的基本论点是以波函数解释粒子的各种状态。霍金遵循量子理论，推衍出量子宇宙学的最终结论是世上有无数个平行宇宙。量子宇宙学还对多宇宙模型给出了较多的具体描述：（1）多个宇宙可以由虫洞相互连通。（2）不同的宇宙可能有不同的拓扑性质。（3）四维宇宙的概率最大。由此可见，我们的宇宙只是其中一个有特定的度的物质宇宙，它表现为有特定的物理常数和物理规律、单连通的三维空间一维时间的物质世界。关于多宇宙的证明有三：（1）由于仅仅存在物质场和度规的时空拓扑，可以用完全无平衡要求的标量场描述。这种场的任何局域量子起伏都能导致真空对称破缺而形成宇宙泡，并通过暴涨而成为宇宙。由于局域的量子起伏非唯一，所以可能存在多宇宙。（2）爱因斯坦场方程允许存在众多独立无关的宇宙解，我们的宇宙只是其中一个解。场方程允许存在众多宇宙与我们的宇宙并存或更替着。来自不同宇宙解的宇宙，可能有不同的理或物的规定性，即可能有不同的度，而我们的宇宙可能只是其中一个有特定的度的物质宇宙。（3）量子宇宙学的新进展表明，无平衡要求的标量场可以用维伦金波函数或哈特勒-霍金波函数表示，而在该两者之间则存在一个闭区间，在它前后存在三个分立区域：一个以哈勃半径倒数为起点的经典允许区；一个由其标度因子不小于普朗克尺度的虫洞波函数所决定的经典禁戒区；还有一个在此禁戒区之前被称为Baby宇宙的经典允许区。Baby宇宙是一类普朗克尺度的宇宙。凡是这种尺度的宇宙都可能是永存的。

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　　量子宇宙论

　　真正解决第一推动问题的是霍金提出的无边界条件的量子宇宙论。在他的理论中，宇宙的诞生是从一个欧氏空间向洛氏时空的量子转变，这就实现了宇宙的无中生有的思想。这个欧氏空间是一个四维球。在四维球转变成洛氏时空的最初阶段，时空是可由德西特度规来近似描述的暴涨阶段。然后膨胀减缓，再接着由大爆炸模型来描写。这个宇宙模型中空间是有限的，但没有边界，被称作封闭的宇宙模型。