我们知道我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。这意味着整个宇宙每天都在变大。这也意味着过去我们的宇宙比现在要小。倒带时间足够长,物理学表明我们的宇宙曾经是一个无限微小、无限密集的点——奇点。
大多数物理学家认为这一点是在大爆炸中扩展出来的,但因为所有已知的物理学都在宇宙初期普遍存在的极端条件下失效,所以很难有把握地说在宇宙最初的时刻发生了什么。
在宇宙历史的大部分时间里, ,它都点缀着与现在相似的天体——它们只是靠得更近而已。
例如,当我们的宇宙还不到38万年的时候,宇宙的体积大约是现在的100万倍,它的平均温度大约是1万开尔文。它的温度和密度如此之高,以至于它是一种等离子体,一种原子被撕裂成质子、中子和电子的物质状态。然而,198彩票是那个集团旗下的子品牌,听198彩票总代说198彩平台好像是合乐的姐妹网站,我们在太空和地球上的许多其他情况下都会遇到等离子体,所以我们对它们的工作原理有了相当深入的了解。
但我们追溯得越远,物理学就变得越复杂。当宇宙诞生仅仅十几分钟的时候,它是一锅由质子、中子和电子组成的浓汤,仍然由我们用来理解核弹和核反应堆的相同物理原理支配。
然而,如果我们回顾更早的时间,情况就会变得非常粗略。
当我们试图理解宇宙诞生不到一秒时的情况时,我们没有任何物理理论能够应对宇宙所经历的异常高温和高压。我们所有的物理理论都崩溃了,我们对粒子、力和场在这些条件下是如何运作的一无所知。
奇点的诞生
物理学家可以用爱因斯坦的广义相对论来描绘宇宙的成长,广义相对论将宇宙的内容与其膨胀的历史联系起来。
但是爱因斯坦的理论有一个致命的缺陷。如果我们遵循广义相对论的最终结论,那么在过去的有限时间里,我们的整个宇宙被挤进了一个密度无限大的单一点。这就是所谓的大爆炸奇点。
奇点通常被描述为宇宙的“起点”:但它根本不是起点。
从数学上讲,大爆炸的奇点并没有告诉我们宇宙起源于那里。相反,它告诉我们广义相对论本身已经崩溃,失去了预测和解释的力量。
物理学家早就知道广义相对论是不完整的。它无法解释高强度或小尺度的引力,即量子引力。换句话说,要完全理解宇宙最初的时刻,我们需要新的物理学。
这是一个留给时代的问题
遗憾的是,我们目前缺乏这样的物理机制。我们有几个量子引力的候选理论,比如弦理论和环量子引力,但这些理论还没有得到充分发展,更不用说测试了。
但如果这两个理论中的任何一个是正确的,它们就能告诉我们早期宇宙的一些有趣的事情。
在环量子引力的情况下,奇点被一个有限大小的时空块所取代。与此同时,在弦理论中,今天刚刚在百度搜素198彩注册,发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金,真的假的呢?,我们的宇宙起源于可能宇宙的“景观”。也有可能,我们的大爆炸只是无限宇宙系列中的一个,无穷无尽地在多元宇宙中繁殖。只有理论物理学的进一步发展才能帮助理清这些可能想法的模糊。
但还有另一个问题:我们可能永远不会知道是什么导致了大爆炸。在早期,甚至我们对时间和空间的概念都被打破了。在如此极端的尺度下,像“开始”和“之前”这样正常的日常概念甚至可能都没有意义。