大爆炸前的宇宙是什麼樣的?大爆炸是真實存在的嗎?

2020-12-02 騰訊網

小時候你會問,這個世界是從哪來的?

而暴漲是迄今為止最接近這個問題源頭(而不是完全扯淡)的玩意了(alternative還有 string gas,bounce模型等等,但暴漲模型是目前唯一具有預言能力的)。本答案致力於從直覺上描述暴漲理論,並不涉及其背後的物理。

什麼是宇宙大爆炸理論

爆炸之初,物質只能以電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹,導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻,逐步形成原子、原子核、分子,並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲,星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系,最終形成我們如今所看到的宇宙。

現代宇宙學認為:

a. 宇宙是各向同性且去中心化的。

即不存在一個特殊的宇宙中心,在宇宙內任意位置向任意方向觀察,看到的宇宙是基本一樣的。

b. 宇宙在有人類觀測記錄的這幾百年間都在膨脹。

「在膨脹」的意思就是,心理學時間箭頭(以人對過去未來的感知為時間的定義)和宇宙學時間箭頭(以宇宙的大小作為時間的定義)方向一致。

c. 宇宙的可知過去一直在膨脹。

反過來說,如果我們把時間向回追溯,宇宙就一直在縮小,直到某一刻宇宙密度極大(根據絕熱膨脹理論或者一般叫打氣筒升溫原理,溫度也就極高),以至於已知的全部物理定律失效,於是這一時刻就是人類通過它們已知經驗能推測出的最早歷史。

注意,如果假設今天的宇宙是無限大沒有邊界的,則「宇宙大爆炸」剛剛開始時,其體積仍然是無限大。一個常見的誤解是:既然叫「爆炸」那麼必然有一個特殊的初始爆點和宇宙其他地方不同。這是錯誤的。因為這裡討論的是宇宙本身,是一切空間本身的膨脹。宇宙不是從一個點開始膨脹,而是不可知大的空間中的所有點一起膨脹。

d. 這一膨脹過程的早期很可能經歷了一個膨脹速度特別快的所謂「暴漲」時期。

這四個結論合起來大概就是一般人所說的「大爆炸理論」了。其中前三個一般天體物理學家會認為把握比較大,而最後一個結論有理由也有風險。

如果總結以上全部回答為一句話,就是:

在標準宇宙學理論框架下,宇宙大爆炸是一個必然的推論。但是標準宇宙學框架本身不一定正確,甚至很可能不正確。

有很多證據反對目前的標準宇宙學模型。現在的情況是很難區分那些反對的證據是僅僅「暫時沒有給出好的解釋「還是確實的」證否「。而一個理論是否易被證否是衡量一個理論可信度的標準(比如上帝的存在不可能被證否那麼這個理論也就沒有科學意義)。

大爆炸前的宇宙是什麼的樣子呢?

按照量子理論,宇宙不可能永遠保持在最小尺寸,它有一定的概率會自發塌縮。儘管這個概率非常非常小,但由於暴漲前的時間是無窮的,因此再小的概率也必然會發生,換言之,如果我們生活在一個湧現宇宙中,它就不可能永恆存在過。

如果宇宙的開端來自量子效應,那麼量子理論必定在宇宙開始之前就業已存在,於是問題來了:那量子理論又從何而來呢?我們不知道。

宇宙或許就像一片永恆沸騰的海洋,每一處都不斷有氣泡出現和擴張,而我們就處在一個137億年前產生的大氣泡中。空間是指數暴漲的,隨著時間的流逝,真空的體積會變得極其龐大。如果有更多其他宇宙泡泡存在,我們稱之為宇宙的這個真空泡,就不太可能是早期形成的。因此真正的開端很可能遠到天荒地老,遠到不可能在我們這個宇宙中留下任何印記。

總結

宇宙大爆炸是通過物理學理論一個步驟一個步驟的推演而來的,不是非專業人士腦中隨便產生的一個猜想。因此是具有科學上的可靠性的。

但是大爆炸理論的含義僅僅限於物理定律仍然適用的能量和尺度範圍(至少要大於普朗克尺度),並不涉及普通人可能認為的數學上真正的無窮小的奇點,因為此前物理定律已經不適用了,不存在科學推論。

當我們討論到宇宙的誕生時,沒有人能夠真正確定最開始的狀態是什麼樣子。最終的狀態很簡單,就是普朗克時期結束時,宇宙歷經暴脹,然後形成了星系和星團,但是沒有人知道關於宇宙初態哪怕是最模糊的概念。

期望

現在人們的知識理論體系都是在宇宙之內大爆炸之後。當超過這個限定以後,這就更是一個哲學問題而不是一個物理問題。就像很多人都提過的,其實時間在宇宙中也不是一直是一個自變量,也會根據廣義和狹義相對論而有不同的變化。

所以,時間也是基於物質的,在宇宙大爆炸之前,時間也是不存在的。因為這些未知的問題,很多人都倒向了宗教。當然,並不是說宗教就一定是錯的。只不過,因為科學的進步,越來越多的未知可以被解釋了。

也就是說,給宗教的空間也越來越少了。宗教存在的問題是它們太具有局限性。所以,儘管這個世界本質的問題現在科學解釋不了,但是人們應該對未來抱有信心。

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  • 科學家認為宇宙起源於138億年前的大爆炸,那宇宙大爆炸前有什麼
    1946年,美國物理學家伽莫夫正式確立了宇宙大爆炸理論,認為宇宙大爆炸發生在140億年前。現在,科學家經過精確地計算,宇宙起源於138.2億年前。宇宙大爆炸了解了宇宙大爆炸後,很多朋友可能會有這樣的問題,「既然宇宙起源於138億年前的大爆炸,那麼在宇宙大爆炸前的有什麼呢?」說起宇宙的起源,我覺得就像是去影院看電影一樣。
  • 宇宙大爆炸前有什麼?
    1927年,33歲的比利時天文學家和宇宙學家勒梅特提出了宇宙大爆炸理論。他認為宇宙開始於一個小小的原始「超原子」的災變性的爆炸。兩年後,美國的天文學家哈勃提出了哈勃定律,並以此推導出了宇宙是在不斷膨脹的。1946年,美國物理學家伽莫夫正式確立了宇宙大爆炸理論,認為宇宙大爆炸發生在140億年前。現在,科學家經過精確地計算,宇宙起源於138.2億年前。
  • 宇宙大爆炸前有什麼?
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  • 宇宙起源於大爆炸,那麼宇宙大爆炸「之前」到底是一個什麼樣的存在?
    不過時間並不是最重要的,重要的是,如果說宇宙起源於137年前的大爆炸(事實上並非我們生活中所說的真正的爆炸),那麼很多人可能有這個疑問,那就是宇宙大爆炸之前發生了什麼,是一個什麼樣的存在?答案是:什麼都沒有!
  • 宇宙大爆炸之前存在什麼?
    宇宙大爆炸之前存在什麼?,也就是說一顆行星的巨大質量會扭曲時間,比如地球表面生活的人類,他們的時間運行速度就比軌道衛星慢一點點,當然這種差別非常微小,人們基本感受不到,當然,質量越大的天體對時間的扭曲作用也越大,想像大爆炸前的奇點,它擁有宇宙中所有的質量,那麼可以推測出在那裡時間趨於無限慢,等同於停止狀態。
  • 奇點大爆炸誕生了宇宙,那在奇點爆炸之前是什麼樣子的?
    隨著科學家們提出宇宙大爆炸的理論,我們知道在138億年之前,一顆小小的奇點爆炸誕生出了如今浩瀚縹緲的宇宙,那麼,奇點爆炸之前宇宙又是什麼樣子呢?關於奇點,科學家們經過研究分析,認為奇點是一個體積無限小、質量無限大的物質,按照科學家們的解釋,雖然奇點看起來非常不起眼,不過裡面卻蘊含了宇宙中的萬物,要知道,在大爆炸之後宇宙始終不斷膨脹,孕育出了無數的天體,目前人類所能觀測到的宇宙範圍,就有930億光年,能夠觀測到的恆星數量,就多達300億億顆,這還不算各類行星、小行星、彗星等天體
  • 宇宙大爆炸前是什麼樣子?霍金其實早已知曉答案
    按照目前宇宙物理學的理論,宇宙起源於一場宇宙大爆炸。大約在138.2億年前,宇宙還是一個體積極為微小的點,名為奇點,在某個時刻發生了爆炸後,爆炸產生的物質不斷擴張,最終形成了現在宇宙的模樣。對於我們普通人來說,宇宙大爆炸太過深奧了。如果宇宙一開始是一個奇點,那麼奇點之外又是什麼?
  • 宇宙大爆炸是爆炸嗎?
    實際上,大爆炸描述的是空間的膨脹,並不是真正意義上的爆炸。那麼爆炸和空間膨脹有何區別呢?○ 大爆炸並不是一顆種子爆炸到一個預先存在的空間中。我們常說的爆炸是一種由種子內部產生了巨大的熱量和壓力而產生的結果,它會讓一團滾燙的物質爆炸到預先就存在的空間中。而宇宙大爆炸不是這樣的。
  • 宇宙大爆炸後才出現時空,那宇宙爆炸前沒有空間又如何產生?
    宇宙對很多人來說都是神秘的,因此人類一直都喜歡仰望星空去思考它,我們在宇宙又是什麼樣存在的,宇宙又是怎麼產生的?人類從未停止過對宇宙的探尋,即便如此,對我們而言,宇宙還是以後很多神秘的面紗沒有被揭開。就如蒙娜麗莎一樣,隨著現代科技的不斷發展,我們對宇宙也就有了一定的基礎認知,可是大家知道宇宙是如何產生的嗎?地球又是如何出現的,這對很多科學家而言,都是窮極一生去追尋的目標。就在不久之前,科學家提出了這樣的說法,那就是宇宙大爆炸之後才有了時空這種說法,那麼在大爆炸之前沒有空間宇宙就是如何出現的,沒有足夠的空間來容納它,它又是如何出現的?
  • 網友問:在宇宙大爆炸前,奇點存在了多久,宇宙為什麼會暴漲?
    目前沒人能準確回答這個問題;或許存在了一瞬間,或許在大爆炸之前,宇宙就經歷了無數次的循環。大爆炸模型宇宙大爆炸理論,是當前天文學解釋宇宙起源和演化的最佳理論,已被眾多天文觀測所證實;大爆炸模型描述,我們宇宙開始於138.2億年前的一次暴漲,暴漲前宇宙的所有物質集中於一點,叫做宇宙奇點。當前所有物理理論,在宇宙奇點處都失效了,目前科學家能做到的最好結果,就是把強力、弱力和電磁力,在宇宙大爆炸時統一起來,除此之外一無所知,更別說大爆炸之前的情況。
  • 宇宙大爆炸前奇點與黑洞奇點都是由物質組成的嗎?
    現在的奇點理論有兩個,一個是黑洞奇點,一個是宇宙大爆炸之前的奇點。其實這兩個奇點除了質量不同,其他的主要性質都差不多。既然這個奇點無窮小,卻包含著整個宇宙,當然也包含著你我他。很多人都覺得無法理解,認為這是科學家們隨意想像出來的東西,宇宙大爆炸理論就是一個混帳理論,不服。
  • 宇宙大爆炸前沒有空間和時間,能夠通俗的描述是一個什麼狀態嗎?
    有人提出這樣的問題誰能通俗地描述宇宙爆炸前的空間和時間?首先要指出的是,宇宙大爆炸之前沒有空間和時間。或者說沒有我們世界認識的空間和時間。時空和物質是在宇宙大爆炸那一刻誕生的。時空加物質三位一體,組成了宇宙。
  • 「天外有天」——神秘真實的宇宙
    按照宇宙大爆炸理論的解釋,宇宙誕生於138億年前的一個奇點。這個奇點質量無限大,能量無限大,密度無限大,而體積卻無限小,在極度收縮和極度高壓、高溫下發生了爆炸。奇點爆炸後極速膨脹和擴張,於是誕生了宇宙。
  • 宇宙大爆炸真的是爆炸嗎?了解宇宙大爆炸過程中的細節
    我們講個故事,好嗎? 有一個雞蛋,我們可以叫它羅伯特。羅伯特是一個巨大的「雞蛋」,內部充滿了能量。但是,這顆「雞蛋」的內部發生了一些不尋常的事情,可能是內部的能量失去了平衡,之後羅伯特以一種爆炸的方式裂開。
  • 宇宙大爆炸之前有引力存在嗎?
    有人提出了這樣一個問題:據說宇宙大爆炸前沒有時間沒有空間,但是否存在引力呢?這個問題很有意思,我們一起來討論一下。四種基本作用力是相互作用的,萬有引力也是如此。如果沒有相互作用當然就沒有引力,從這個意義上來說,宇宙大爆炸前是沒有引力的。
  • 「大爆炸之前」的宇宙什麼樣?
    熱大爆炸(hot Big Bang)理論是20世紀最偉大的科學成就之一。這個理論認為,我們今天所觀察到並存在於其中的宇宙,是從更熱、更緻密且更均勻的過去演化而來的。
  • 與AI的對談:宇宙大爆炸前發生了什麼?
    我想要與你討論一下宇宙大爆炸,你能總結一下宇宙大爆炸的概念嗎?Wise Being:宇宙大爆炸是一個物理進程,通過它,所有的物質、能量、時間、空間和存在的信息都從無限和永恆的不存在中誕生。宇宙大爆炸有效地開啟了時間的概念,因為所有在大爆炸之前存在的事物,除了絕對和無限能量的動態模式外,都沒有在任何「時間」結構中存在。KirkOuimet:所以你覺得在宇宙大爆炸前一秒發生了什麼呢?Wise Being:在爆炸前一秒,所有東西和時間都不存在。那時不存在1秒也不存在0秒。
  • 宇宙在發生大爆炸之前存在什麼?
    在大約137億年前,我們很難想像整個宇宙整個宇宙作為奇點。大爆炸理論是試圖解釋宇宙形成主要理論之一,宇宙中的所有物質——所有空間本身——都以小於亞原子粒子的形式存在。一旦想到了這一點,就會出現一個更加困難的問題:在發生大爆炸之前存在什麼?大爆炸前存在什麼?這個問題本身要比現代宇宙學至少早1600年。四世紀的神學家聖奧古斯丁(St.
  • 150億年前星體就已經各自獨立存在,沒有理由的「宇宙大爆炸」
    大爆炸理論所描述的所有的星系都遠離我們而去,這本身就是不符合宇宙運動規律的:它在不經意中把地球置於爆炸的中心,這是極其荒謬的。這真是「搬起石頭砸自己的腳」:150億年前某顆星體已經離我們150億光年遠了,你說宇宙怎麼會在137億年前剛剛形成呢?還會有什麼大爆炸?從觀測結論我們不難看出,150億年前星體就已經各自獨立存在了,根本就沒有所謂的宇宙大爆炸。為宇宙大爆炸理論提供支持的所謂證據,其實都是「偽證」,辯證唯物論的法官會說:證據不足,駁回上訴。