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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