大爆炸通常被认为是一切的开始:大约138亿年前,可观测到的宇宙开始膨胀并形成。
但大爆炸之前是什么样子的呢?
简而言之:我们不知道。长篇大论的回答:可能是很多事情,每件事都以自己的方式令人费解。
在开始的时候
首先要理解的是大爆炸到底是什么。
“大爆炸是时间上的一个时刻,而不是空间上的一个点,”加州理工学院(California Institute of Technology)的理论物理学家、《大图景:生命起源、意义和宇宙本身》(The Big Picture: On The Origins of Life, Meaning and The Universe Itself, Dutton, 2016)的作者肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)说。
因此,大爆炸时的宇宙有可能是极小或无限大的,卡罗尔说,因为没有办法回顾我们今天看不到的东西。我们所知道的只是它的密度非常非常大而且密度很快就变小了。
作为一个推论,宇宙之外真的没有任何东西,因为根据定义,宇宙就是一切。所以,在大爆炸时,一切都比现在更稠密、更热,但它的“外部”并不比今天更大。卡罗尔说:“尽管人们很容易抱着一种天神般的观点,想象自己就站在一个虚无的空间里,看着大爆炸之前扭曲的婴儿宇宙,198彩票总代周杰伦现在已经是亚洲歌王,经过他对198彩票平台的考察,现在很多198彩票开户老会员都介绍了新的会员来198
彩票方案软件彩娱乐开户。,但这是不可能的。”宇宙没有膨胀到空间;空间本身扩大。
他说:“不管你在宇宙的什么地方,198彩总代返点待遇是什么,
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没有人确切地知道宇宙中发生了什么,直到大爆炸一秒钟后,宇宙冷却到足够让质子和中子相撞并粘在一起。许多科学家确实认为宇宙在第一秒内经历了一个称为膨胀的指数膨胀过程。这样就可以理顺时空结构,也可以解释为什么物质在今天的宇宙中分布如此均匀。
在爆炸之前
有可能在大爆炸之前,宇宙是一种超热、高密度物质的无限延伸,一直保持稳定状态,直到由于某种原因,大爆炸发生。卡罗尔说,198彩票代理分红跟日工资是多少,这个只要你有量
198彩,带着诚意去跟198彩票总代去谈, 他们都会给你开出一个满意的待遇的。,这个超高密度的宇宙可能是由量子力学控制的,量子力学是一种非常小尺度的物理学。那么,大爆炸就代表了古典物理学成为宇宙演化主要驱动力的那一刻。
对斯蒂芬·霍金来说,这一刻才是最重要的:他说,在大爆炸之前,事件是无法测量的,因此也无法定义。霍金称之为无边界的提议:他说,时间和空间是有限的,但它们没有任何边界或起点或终点,就像地球是有限的,但没有边界一样。
“既然大爆炸之前的事件没有观测结果,我们不妨把它们从理论中剔除,说时间是从大爆炸开始的,”他在2018年接受国家地理频道(National Geographic)节目《星谈》(StarTalk)的采访时说。
或许在大爆炸之前还有其他值得思考的事情。一种观点认为,大爆炸不是时间的开始,而是一个对称的时刻。在这个观点中,在大爆炸之前,有另一个宇宙,和这个宇宙一样,只是熵朝过去而不是朝未来增加。
增加熵,或者说系统中无序的增加,本质上是时间之箭,卡罗尔说,所以在这个镜像宇宙中,时间会与现代宇宙中的时间相反我们的宇宙会在过去。该理论的支持者还认为,在这个镜像宇宙中,宇宙的其他性质也会发生变化。例如,物理学家大卫·斯隆(David Sloan)在牛津大学(University of Oxford)科学博客中写道,分子和离子的不对称(称为手性)将与它们在我们宇宙中的方向相反。
一个相关的理论认为,大爆炸并不是一切事物的开始,而是宇宙从收缩期向膨胀期转变的时间点。这种“大反弹”的概念表明,当宇宙膨胀、收缩和再次膨胀时,可能会有无限次大爆炸。卡罗尔说,这些想法的问题在于,无法解释膨胀的宇宙为什么或如何收缩并回到低熵状态。
卡罗尔和他的同事珍妮弗·陈(Jennifer Chen)有自己的大爆炸前的设想。在2004年,物理学家们提出,也许我们所知道的宇宙是一个母宇宙的后代,其中的一部分时空被撕裂了。
卡罗尔说,这就像一个放射性原子核在衰变:当一个原子核衰变时,它会喷出一个或一个粒子。母宇宙也可以做同样的事情,只不过它不是粒子,而是可能无限地吐出小宇宙。“这只是一个量子涨落,让它发生,”卡罗尔说。卡罗尔说,这些小宇宙“实际上是平行宇宙”,彼此之间没有相互作用或影响。
如果这一切听起来相当令人迷惑,那是因为科学家们甚至还没有办法回顾大爆炸的那一刻,更别说回顾大爆炸之前发生的事情了。不过,卡罗尔说,还有探索的空间。2015年探测到的来自强大星系碰撞的引力波开启了一种可能性,即这些引力波可能被用来解决宇宙在关键的第一秒内膨胀的基本奥秘。
卡罗尔说,理论物理学家也有工作要做,比如对量子引力等量子力如何工作做出更精确的预测。
“我们甚至不知道我们在寻找什么,”卡罗尔说,“直到我们有了一个理论。”