誕生與消亡,存在於宇宙兩端的奇點有何不同?

2021-01-12 天文在線

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大爆炸奇點是一個零體積但質量很高的點,這使得它的密度無窮大。這個奇點包含了宇宙中所有的物質和能量。這個巨大的爆炸的初始時刻仍然是個謎。然而,天文學家和物理學家認為,在極短的時間內強磁力和電磁力分離,可能會導致宇宙開始膨脹。大爆炸本身創造出空間,時間,以及我們今天所知道的物質和能量。

黑洞奇點是在一顆超大質量恆星的核心坍縮到一個被稱為視界的假想球體之外時產生的。由於這些奇點無窮小,導致它們的密度無窮大。不同之處在於,黑洞奇點不包含宇宙中所有的物質和能量,因為它們實在太多了。大爆炸奇點只有一個,它包含了整個宇宙。

另一個不同之處是,時間和空間是在大爆炸奇點中產生的,黑洞將空間延伸到可能會撕裂時空結構的地方,並將時間完全終結。霍金認為,奇點完全發生在未來或者過去。在這種情景下,黑洞奇點總是發生在未來(如果你接近一個,你的時間就會結束);大爆炸奇點總是發生在過去(如果你能讓時間倒流,星系會變的越密集,最終成為一個點)。

取決於你考慮的是哪種黑洞。如果你考慮一個簡單的非旋轉黑洞,我實在想不出這些奇點有哪些不同(除了一個存在宇宙中,另一個是宇宙本身-但這並不相關)。

在這兩種情況下,奇點都是一個時空曲率無限大的單點,人們認為在這一點上,廣義相對論(精確的描述引力普遍被大家所認可)不再適用。旋轉黑洞的奇點本質上是相同的,除了它存在於一個環中,因此被稱作環奇點,然而旋轉黑洞(如果它們存在-我們沒有直接證據證明任何類型的黑洞存在)與非旋轉黑洞有很大的不同。

黑洞奇點是所有被吸進黑洞的物質都集中在一起的無量綱的點。它有無窮大的密度且是一個時空曲率無限大的點,因此它不存於時空中。大爆炸奇點曾是宇宙中所以物質集中存在的地方。除了可以使宇宙「膨脹」,它擁有黑洞奇點的所有屬性,物質以高能基本粒子的形式釋放到這個空間,這就是大爆炸。因此主要的不同之處是,黑洞奇點是時空的結束(並將物質吸入其中),大爆炸奇點是時空的開端(物質和空間真正被創造出來)

相關知識閱讀

大爆炸理論是可觀測宇宙從最早的已知時期到後來的大規模演化的主流宇宙學理論。這個模型描述了宇宙在高密度和高溫狀態下是如何膨脹的,並對一系列廣泛的現象提供了全面的解釋,包括大量的輕元素、宇宙微波背景(CMB)、大尺度結構和哈勃定律(星系離地球越遠,它們離開地球的速度越快)。

如果根據已知的物理定理,將觀測條件向後推,推測出在密度非常高的時期之前,存在一個與大爆炸相關的典型的奇點。物理學家們還不確定這是否意味著宇宙的開端是個奇點,或者現有的知識不足以描述那個時候的宇宙。對宇宙膨脹速率的詳細測量表明大爆炸發生在大約138億年前,這被認為是宇宙的年齡。

在最初的膨脹之後,宇宙冷卻到足以形成亞原子粒子,以及後來的簡單原子。這些原始元素(主要是氫,還有一些氦和鋰)形成的巨大雲團後來在重力作用下聚合,最終形成了早期的恆星和星系,這些恆星和星系的後代今天仍然可見。天文學家還觀測到了星系周圍暗物質的引力作用。宇宙中的大部分物質似乎都是暗物質,大爆炸理論和各種觀測似乎都表明它不是由傳統的重子物質(質子,中子和電子)構成的,但它到底是由什麼構成的還不清楚。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.physlink- Ivo Roolaht-小木偶

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    在我們人類的認知中,地球這個美麗的藍色星球已經存在有四十六億年。這麼漫長的時間,對於我們人類來說,是可望不可及的。但是相比起我們宇宙而言,這點時間根本不算什麼。關於宇宙的誕生,很多的科學家都有不同的看法,這是一個爭論不休的話題,可能要到我們人類的文明,再上升一個等級才有可能解決。
  • 「奇點」之前,世界是什麼樣的?奇點外面是否存在宇宙呢?
    ,所以才導致我們現在的宇宙出現,當然這個說法也已經得到了普遍的認可,至於說這種說法究竟是否靠譜,其實科學家並沒有很多直接的證據能夠證明,所以很多人還是會提出一些不同的說法,甚至有人會提出,現在研究學說所說的這個奇點,它的身世又是什麼樣的呢?
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    關於宇宙誕生於一次大爆炸說法,歷來都頗受爭議,但現代天文從各個手段的觀測都表明宇宙似乎誕生於一次138.2億年前的大爆炸,那麼這個Big Bang說是這麼誕生物質的,發生大爆炸的奇點到底有多少種說法,我們今天就來捋一捋!
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  • 大爆炸的奇點如此小竟能產生宇宙所有物質,它是一個怎樣的存在?
    目前為止,關於奇點理論還只是處於推測階段,沒有任何證據能夠十分確鑿地表明宇宙就是由奇點誕生出來的,只不過在今天的科學界的,奇點理論是最受科學家認同的。其實奇點沒有爆炸的時候,宇宙中的空間和時間也並沒有誕生出來,但是奇點存在的地方,我們稱之為量子真空(假真空),是由量子漲落形成的空間,而奇點的時空曲率無限大,密度也有可能超過每立方釐米10^94克!奇點到底有多麼小?
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