宇宙是怎么开始的？

发布时间：2023-05-19 10:26:06 所属栏目：动态来源：

导读：我们对物理定律不断增长的了解使我们能够倒转宇宙的磁带，将其演化追溯到大爆炸后的几分之一秒内。然而，在这里，当物质和能量的总和结合成一个密度和温度无限大的球时，广义相对论方程式就崩溃了。

作为一种理论

我们对物理定律不断增长的了解使我们能够倒转宇宙的磁带，将其演化追溯到大爆炸后的几分之一秒内。然而，在这里，当物质和能量的总和结合成一个密度和温度无限大的球时，广义相对论方程式就崩溃了。

作为一种理论，“大爆炸遗漏了爆炸”物理学家布赖恩格林在宇宙结构中写道。无论在那一刻发生了什么，更不用说在那一刻之前发生的事情，都是任何人（有充分理由的）猜测——而且不乏对宇宙如何开始的猜测。

大爆炸之前发生了什么？

首先，有一个警告：许多专家认为“之前”这个词没有切中要害。它假设存在一些独立于宇宙的预先存在的时间，而实际上，这个时间和空间实际上可能已经从真实的宇宙中悄无声息地出现了。

按照这种观点，问题是——“大爆炸之前发生了什么？” ——从字面上看毫无意义。牛津大学哲学家斯蒂芬劳在采访中表示，我们需要的不是这类问题的答案，而是一种疗法，一种解释，让我们意识到为什么是时候停止问这个问题了。”

这个想法将人类语言和直觉推到了极限，但我们可以尝试用已故物理学家斯蒂芬霍金最喜欢的一个类比来理解它：想知道大爆炸之前发生了什么，就像想知道南极以南是什么。说再往南一点也不准确。关键是问题本身是荒谬的。我们没有试图确定任何一个根本不存在的东西。

宇宙是如何开始的？

这种反应在理智上似乎不能令人满意。宇宙肯定来自某物。所有这些令人眼花缭乱的美丽和复杂性怎么可能起源于……虚无？

一种可以追溯到亚里士多德的解决方案是，宇宙中没有运动的起源——它一直存在。牛顿、爱因斯坦和其他有才干的人相信宇宙是永恒和静止的，直到天文学家埃德温哈勃在 1920 年代发现所有星系都在相互膨胀。这暗示了一个起点，即著名的“奇点”。

量子力学表明，即使看似空无一物的空间也充满了波动的虚拟粒子，这些虚拟粒子通过称为隧道效应的过程可能会产生物质。我们只能在超小尺度上看到这种行为，但那时宇宙的大小是合适的。

塔夫茨大学的宇宙学家亚历山大维伦金是这一观点的著名倡导者。在1982 年为专业物理学家写的一篇论文中，他承认“宇宙从无到有的概念是一个疯狂的概念。”

正如麻省理工学院的物理学家艾伦·莱特曼所描述的那样，“整个宇宙可能‘突然’从任何事物不可思议起源的地方往往出现在已经无法理解的量子世界里概率存在的迷雾中。”

哥伦比亚大学的哲学家戴维·艾伯特 (David Albert)恰恰指出：“如果我们以前认为毫无意义的东西，经过更仔细的研究，证明具有质子、中子、桌子、椅子、行星、太阳系、星系和宇宙的构成。在里面，那么它就不是什么都不是了，而且它一开始就不可能是什么都不是。”

当谈到从无到有来理解宇宙的概念时，哲学上的“无”与物理上的“无”之间存在重要区别。也就是说，后者还是包括了宇宙起源所必需的自然规律。

当我们试图想象大爆炸时，我们能做的最好的事情就是想象一个非凡的力量和宏伟的事件，用烟火表演来结束它们——或者，开始它们。但是，如果从更广阔的宇宙景观的角度来看，这只是另一个星期二呢？

他们认为，在适当的条件下，量子涨落可以引发“袖珍宇宙”的惊人快速膨胀。这个过程可以无限期地继续下去，从而导致一个潜在的无限多元宇宙。然而，尽管该理论的名称如此，但通货膨胀只能在未来而不是过去是永恒的——它是如何开始的仍然是个谜。

宇宙可能无限循环，每个阶段都在下一个阶段开始的地方结束，这使得两个阶段之间的间隔更像是反弹而不是爆炸。循环宇宙理论支持永恒宇宙的想法，其所有令人欣慰的逻辑（也就是说，他们不会试图从无到有），同时仍然解释宇宙演化。

根据这个故事的一个版本，即ekpyrotic 模型，我们的宇宙开始于两个“膜”之间的碰撞 - 存在多达 10 或 11 个维度的未经证实的理论对象，具体取决于您订阅的新理论版本。

人们认为我们生活在一个三维膜中，它经常撞击第二个平行膜，这两个膜被更高维度的空间隔开。他们相遇所产生的能量使他们膨胀，然后收缩，并最终在下一次冲突中再次聚在一起。

在难以想象的 googol 年（1 后跟 100 个零）的过程中，黑洞将吞噬所有最后一点物质，然后在称为霍金辐射的过程中蒸发掉，留下无质量光子的海洋。令人惊讶的是，那个寒冷、安静的结局在数学上等同于炽热、充满活力的大爆炸——它们本质上是一样的，这表明一个可以融入另一个。

在科学家们找到广受追捧的统一理论之前，它将爱因斯坦的引力见解与量子世界令人费解的机制结合起来，我们对宇宙大爆炸的看法长期以来可能仍然模糊不清。

尽管这些场景很奇怪，但真相可能更奇怪。同时，对我们来说幸运的是，物理学家喜欢推测宇宙是如何开始的。

（编辑：汽车网）

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