大爆炸如何能誕生我們的宇宙

2020-07-25 天文在線

假設你是一個在完全平坦且龐大的象棋棋盤上的完全平坦的棋子。 有一天你四周環視了一下然後問道:我是怎麼到這裡來的?這個棋盤是怎麼到這裡的?這一切都是怎樣開始的?你拔出你的望遠鏡然後開始觀察你的宇宙,這個棋盤……

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

你發現了什麼?你的宇宙——這個棋盤,正在變大。而且隨著時間的變化越來越大!它的邊界在向你能看到的所有方向膨脹。據你所知,好像沒有任何東西可以引起這種膨脹,它似乎就是棋盤的本質。

但請等一下。如果它正在並且一直都在變得越來越大,那麼這也就是說在過去,它一定越來越小。在某些時間,很久很久以前,在最開始的時候,它必須非常非常的小,以至於無限小。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

讓我們更進一步看接下來發生了什麼。在你的宇宙的開端,棋盤無限的小然後膨脹,變得越來越大直到有一天你決定觀察一下你的象棋宇宙的本質。宇宙中的所有東西——那些組成了你和其他所有東西的小物質——開始時彼此緊挨著,然後隨著時間的流逝傳播得越來越遠。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

我們宇宙的情況完全相同。當天文學家們,就像我,觀察遙遠的星系時,我們看到它們都在遠離彼此。這看起來像是我們的宇宙一開始非常的小然後開始膨脹。事實上,如今科學家們知道宇宙不僅在膨脹,而且它膨脹的速度還在加快。這種神秘的現象是由於物理學家們成為暗能量的東西引起的,即使我們對它的了解非常少。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

早期宇宙中微小能量波動的可視化圖,ESA(歐洲空間局)普朗克衛星收集


天文學家們同樣觀測到了宇宙微波背景輻射。這是一個存在於整個空間非常低級的能量。我們從這些測量中得知我們的宇宙有138億歲——遠遠大於人類的歷史,而且差不多是地球年齡的三倍。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

如果天文學家們一直追溯到開啟我們宇宙的事件——我們稱之為大爆炸。

很多人如果只聽「大爆炸」這個名字,就會覺得是一個劇烈的爆炸,就像炸彈爆炸那樣。但是大爆炸並不是一個摧毀東西的爆炸。它是我們宇宙的開始, 空間和時間的共同起點。相較於一場爆炸,它更是一個迅速的膨脹,讓宇宙變得越來越大。

這個膨脹和爆炸不同,後者可能是由化學反應或是巨大的衝擊引起的。爆炸使得能量從一個地方轉移到另一個地方,而且通常是很多地方。不同的是,在大爆炸期間,能量隨著空間的擴張而移動,向四處瘋狂的擴散,但是隨著時間的推移變得越來越分散,因為空間隨著時間膨脹。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

讓我們回到那個象棋盤的宇宙,「大爆炸」就像是一切東西的開端。他是邊界擴大的開端。

很重要的一點是我們要意識到在「大爆炸」之前,既沒有空間也沒有時間。回到棋盤,我們做一個類比。我們可以在開始遊戲後記錄遊戲的時間,但是我們不能在開始前記錄,因為那時遊戲沒有開始,秒表也沒有開始。在遊戲開始前,象棋盤宇宙並不存在,而且象棋盤空間也不存在。在這種情況下,你要小心你對「之前」這個詞的使用,以為直到大爆炸時間才出現。

大爆炸如何能誕生我們的宇宙

你還需要注意一個觀點,那就是宇宙不是在膨脹為什麼東西,因為據我們所知,大爆炸是時間和空間的共同起點。這很困惑,我知道。

天文學家們不清楚是什麼引發了大爆炸。我們只是研究了觀測數據然後發現我們的宇宙就是這樣開始的。我們只知道它開始的時候非常非常得小,然後變得越來越大,而且我們知道這開始於138億年前。

是什麼開始了我們的象棋遊戲?這是一個無人能回答得極為深刻得問題。

作者: inverse

FY: 小代

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