宇宙起源方式要改写了？诺奖得主彭罗斯：宇宙在无限循环

很多人抬头看星空时，都想过同样的问题：这一切从哪里来，最后又会到哪里去？把时间推到极其遥远的未来：恒星全部燃尽，黑洞也蒸发干净，万物衰变到几乎什么都不剩，连“时间”本身都失去了意义。

到了那一步，一片永恒的死寂，会不会正好成为下一次创世的开端？英国数学物理学家罗杰·彭罗斯给出的回答是：有可能。

他提出的理论叫“共形循环宇宙学”，简称CCC。在这个模型里，宇宙经历无限次循环，每一轮宇宙的未来类时无限远，都与下一轮的大爆炸奇点被视为同一个东西。

照这个思路，大爆炸并不是一切的开端，而是两轮宇宙之间的衔接点。这个想法颠覆在哪里，要从大爆炸理论的来历说起。

1927年，比利时天体物理学家勒梅特根据爱因斯坦的广义相对论方程，推导出宇宙正在膨胀，并估算了后来所说的哈勃常数。爱因斯坦当时不接受这个结论。

1929年，哈勃的观测证实了宇宙在膨胀。1931年，勒梅特又提出“原始原子”假说，认为宇宙是从一个极小的原点膨胀出来的。

此后普朗克卫星的观测把宇宙年龄定在约138亿年。彭罗斯并不否认这138亿年的演化历史。

他关心的是另外两个问题：大爆炸之前发生了什么，宇宙最终的结局又是什么。过去提到循环宇宙，人们多半想到“大挤压”：宇宙膨胀到极限后在引力作用下收缩，重新挤成一点，然后再次爆炸。

可是暗能量为什么存在、从哪里来、能不能一直持续下去，至今没有人能说清楚。这两年暗能量又受到很大关注。

2025年3月19日，暗能量光谱仪（DESI）团队公布了新的分析结果，这些结果基于前三年约1500万个星系和类星体的观测数据，显示暗能量可能随时间变化。不过科学界很快也给出了提醒：单看DESI自己的重子声学振荡测量，结果与标准的ΛCDM模型完全吻合，偏差是和其他数据合在一起分析时才出现的。

2026年7月30日，DESI发布了新的莱曼α森林分析，误差明显缩小，中心值向ΛCDM模型靠拢。暗能量到底是什么，看来还要争论很久。

也正因为这个问题没有答案，宇宙最终的命运依然没有定论。“循环”这个想法本身并不新。

数学上有个“庞加莱回归”：一副牌只要洗的次数足够多，迟早会出现以前出现过的顺序。但在一个持续膨胀的宇宙里，这一套行不通。

彭罗斯换了个角度：既然没法让宇宙缩回去，就不让它收缩，而是让“重置”发生在宇宙极其古老、只剩下光子这类“不经历时间”的粒子的时候。“共形”原本是数学和地图学的术语，指图形弯曲变形时角度和形状保持不变。

可以想象一张方格纸被揉成一团，从外面看它极其致密，但如果站在纸面上看，方格依旧整整齐齐。哪怕每个方格宽达数光年，只要在另一个维度上把纸揉皱，它就同时既是平面，又是一个无限致密的小球。

看到的是哪一种，取决于观察者在纸面里面还是外面。这个理论的物理依据在于，光子不经历时间：速度达到光速，时间就完全停止。

宇宙早期发出的一个光子，今天射进人的眼睛时已经走了几十亿年，可对它自己来说只过了一瞬间。产生引力的是能量而不是质量。

足够多的光子同时聚到一处，可以形成黑洞；如果只是先后经过同一个点，就不会。黑洞在这里起了关键作用，这也和彭罗斯的诺奖研究有关。

1965年他提出奇点定理，后来又与霍金合作，证明只要满足广义相对论的条件，奇点就不可避免。2010年，他在《时间的循环》一书中向公众介绍了循环宇宙的设想。

等宇宙里只剩下光子，就不再有任何能够“计时”的参考系，时间也就没有了意义。时间本来就是会变化的量，在强引力或高速运动下会变快或变慢。

到了字面意义上的“时间尽头”，所有光子可以看作处在同一时间、同一地点，宇宙的全部能量又回到一个极小的点，新一轮大爆炸就从这里开始。彭罗斯团队还推算，有一部分引力辐射能穿过两轮宇宙的交界，并认为这些辐射或许不借助暗能量也能解释宇宙的加速膨胀。

一个理论好不好，最终要看能不能检验。彭罗斯认为，上一轮宇宙应该留下了“遗迹”。

批评意见也一直不少。第一，如果没有任何东西还能经历时空，能不能就说时空不存在了？

在那种状态下根本不可能有观察者，也就很难检验。第二，并不是所有粒子都会变成光子或引力子。

质子会不会衰变至今没有观测证据，电子是最轻的带电粒子，按现有物理学找不到可以衰变成的东西。此外，光子和引力子也可能带有比中微子还小的质量，只要不存在真正无质量的粒子，这个理论就站不住了。

到今天，CCC仍未被宇宙学界广泛接受，也没有公认的观测证据支持。循环宇宙也不只有彭罗斯这一种版本。

类似的理论还有圈量子宇宙学、鲍姆-弗兰普顿模型，以及普林斯顿大学的斯坦哈特和剑桥大学的图罗克在2001年前后提出的循环膜宇宙模型，还有同一时期的“火劫模型”，当时离1998年发现宇宙加速膨胀不过几年。这些理论各有支持者，也各有明显的弱点。

能对这些理论做出裁决的，多半还是那片138亿年前留下的微波背景辐射，而中国已经在这个领域有了自己的观测站。2025年7月13日，中国科学院高能物理研究所宣布，位于西藏阿里地区海拔5250米山脊上的“阿里原初引力波探测实验一期”建成并实现“首光”观测。

全球主要的原初引力波探测基地共有3个，另外两个都由美国主导，分别在南极点和智利阿塔卡马沙漠。按计划，更多国产探测器将从2027年起陆续装到设备上，逐步实现国产替代。

在海拔这么高、氧气这么稀薄的地方常年坚守，这些科研人员很让人敬佩。被问到如果一直测不到信号怎么办时，团队成员回答说，“探测到原初引力波，可以证实宇宙暴胀理论；如果穷尽现有精度依旧不能，则预示着存在我们尚未知晓的全新物理。”

科学大概就是这样，不管哪种结果，都能让认识再往前走一步。彭罗斯今年已经95岁，仍然坚持着这个很多同行并不认同的设想。

他是对是错，可能要很多年以后才知道。宇宙会不会一次又一次地重生？这个问题现在没有答案，但人类一直在追问，这本身就很了不起。