都說大爆炸誕生了宇宙,那麼奇點真的存在嗎?也許值得商榷!

2020-12-05 星辰大海路上的種花家

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!

大爆炸是怎麼誕生物質的?

說起來似乎難以置信,從大爆炸開始到20分鐘時,我們整個宇宙的物質就已經確定了,因為組成元素的強子以及原初物質的豐度都已經確定了!宇宙的第一束光卻要到38萬年後才會發出!我們來了解下這個過程:

普朗克時期:大爆炸開始至10^-43秒大一統時期:大爆炸之後10^-43秒至10^-36秒電弱時期:大爆炸結束之後,10^-36秒至10^-32秒電弱對稱破缺和夸克時期:在大爆炸之後10^-12秒和10^-6秒g強子時期:大爆炸之後10^-6秒至1秒輕子時期:大爆炸之後1秒至10秒鐘光子時期:大爆炸之後10秒鐘至38萬年作為圍觀群眾我們需要知道幾個關鍵節點,因為這對後續繼續圍觀非常有用!

引力是在大爆炸發生後的10^-43秒時候被釋放的引力子退耦是在10^-36秒時候發生的暴漲開始於10^-37秒,結束於10^-32秒夸克和膠子是在10^-6秒時結合誕生質子和中子的中微子退耦是在大爆炸後1S時發生的。大爆炸後的3分鐘時原初的核聚變過程即開始,宇宙中誕生了佔絕對優勢的氫的同位素氕原子核(一個質子),氘(一個質子一個中子),和少量的氦四(兩個質子兩個重子,有兩個氘原子核合成),以及微量的鋰等。大爆炸20分鐘後結束,因為宇宙的溫度已經下降,原初核聚變結束。

光子退耦是在大爆炸後38萬年發生的,因為此前的宇宙溫度極高,密度也極高,光子無法突出重圍,等到宇宙膨脹38萬年後,溫度逐漸降低,宇宙才「晴朗」到光子才得以在宇宙中飛奔!在這裡我們說個題外話,從這個大爆炸誕生的過程,我們可以發現一個有趣的事實,探測手段的誕生時間決定了我們能探測到的宇宙深度,如下是我們僅有的幾個方式:

光子(電磁波)觀測極限是:大爆炸後38萬年中微子探測的觀測極限是:大爆炸後1S引力波探測的極限是:大爆炸後10^-36S(引力子),10^-43S(引力)

所以現在正如火如荼在發展中的中微子和引力波探測,未來將會給我們帶來驚喜!

宇宙大爆炸說法真對嗎?

關於宇宙誕生的探索,最早是蘇聯物理學家亞歷山大·弗裡德曼於1922年在簡化愛因斯坦的廣義相對論後給出了這個宇宙模型的方程。1927年勒梅特在求解這個方程時給出了和弗裡德曼一致的觀點!1929年,哈勃發現遙遠星系紅移,推測出宇宙正在膨脹。由此反推出宇宙的過去曾經在高溫緻密的區域!並且在如下幾個方面都觀測到了證據:

大爆炸的餘暉:宇宙微波背景輻射宇宙誕生之初的元素豐度宇宙正在膨脹中當然根據現代加速器能模擬的宇宙誕生之初(大約10^-12S)時的狀況仍然非常符合,但再往前已經到人類科技所能達到的極限,未能再向前探索,那麼將需要更大型的加速器!當然根據宇宙大爆炸的奇點說「彭羅斯-霍金奇點定理」認為宇宙的開端必須有一個起點,而比較好玩的是廣義相對論會在奇點達到普朗克溫度時失效!不過現代宇宙誕生論為解決此尷尬局面提出了幾個可能的設想:

哈特爾-霍金無邊界條件的時空有限模型弦理論中膜的運動的膜宇宙模型混沌暴脹理論在哈特爾-霍金無邊界條件的時空有限模型中不需要奇點的存在。

後面兩個則是將大爆炸看成是一個更加古老的平行宇宙中一個特別的事件而已,它可能是我這個宇宙的開始,但卻不是最初宇宙的開始!

相信我們在現代加速器和觀測手段的條件下,仍然無法證明奇點是否存在,但這個爆炸過程卻似乎並沒有太大的疑問,在這裡我們必須要提一下一個有趣的事實,上文不是說在到達普朗克溫度之前廣義相對論就失效了麼,這裡量子引力論則認為在達到奇點之前即可誕生宇宙!當然為此事正在努力的理論還有超弦理論與循環量子引力理論等。

不過現在為止仍然還沒有一個令人信服的證據出現!關於宇宙的誕生,可能我們還有很長的路要走,也許引力波探測技術的進步將為大家揭開宇宙誕生的秘密。

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  • 都說大爆炸誕生了宇宙,那麼奇點真的存在嗎?也許值得商榷
    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!
  • 宇宙中的物質是從哪裡來的?真的來自大爆炸的奇點嗎?
    導讀:我們的宇宙究竟有多大呢?就目前觀測的數據而言,宇宙直徑大約為930億光年,其中至少存在1000億個星系,可觀測到的恆星數量至少達到100萬億億顆!如此龐大的物質儲量,真的全部來自於一個大爆炸的奇點嗎?這令人難以置信!
  • 奇點大爆炸造就了宇宙,那麼奇點哪來的?你相信它最初也不存在嗎
    這個問題理論上已經不再是謎,因為可以用宇宙大爆炸理論來解釋,宇宙開始有一個起點,經過不斷的膨脹和演變,逐漸形成了現在的規模,科學家認為它的直徑已經達到了920億光年,其中包括大約兩萬億個星系,每個星系有大約一千億顆太陽這樣的恆星,而每個恆星幾乎都有行星、彗星,衛星、小行星等,這樣的規模真的是讓人嘆為觀止。
  • 奇點大爆炸造就了宇宙,那麼奇點哪來的?
    這個問題理論上已經不再是謎,因為可以用宇宙大爆炸理論來解釋,宇宙開始有一個起點,經過不斷的膨脹和演變,逐漸形成了現在的規模,科學家認為它的直徑已經達到了920億光年,其中包括大約兩萬億個星系,每個星系有大約一千億顆太陽這樣的恆星,而每個恆星幾乎都有行星、彗星,衛星、小行星等,這樣的規模真的是讓人嘆為觀止
  • 奇點大爆炸誕生了宇宙,這個奇點是如何來的?一種猜想讓人們害怕
    一共過了138億年後,形成了今天的宇宙。估計很多人看完對奇點的解釋,都會產生一個巨大的疑惑:世界上真的存在奇點這種無限的東西?在人們科學認知裡,無限的事物是不存在的,任何事物它都是一個有限的存在,質量不可能無限大,體積不可能無限小,而能量也不大可能被壓縮存在於一個無限的奇點中。從科學的角度來講,像奇點這種全方面無限的事物不應該存在,所以,不少人對奇點大爆炸產生了懷疑。
  • 如果宇宙由奇點大爆炸而來,那麼奇點又是如何來的?
    雖然我們沒有直接的證據可以證明宇宙就是起源於奇點大爆炸,但是科學家通過大量的宇宙觀測,發現很多的宇宙現象都可以用大爆炸理論來解釋,比如宇宙膨脹現象。科學家通過大量的觀測發現,星系間的距離在不斷擴大,也就是說宇宙在快速膨脹。宇宙膨脹理論可以說是宇宙大爆炸理論最有力的一個支持,現在越來越多的人們認同奇點大爆炸理論。
  • 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?不少人都認為科學家們口中的奇點太過玄幻了,而且這個奇點究竟從何而來,科學家們至今也沒有一個合理的解釋,難道這顆奇點是憑空出現的嗎?它所誕生的空間又是如何呢?古羅馬著名的神學家聖奧古斯汀在著名的作品《懺悔錄》裡曾經說過,上帝在創造萬物之前,時間和空間都是不存在的。
  • 宇宙誕生於奇點,那麼這個奇點位於哪裡?其實我們都是它的一部分
    宇宙大爆炸學說是被廣泛認同的,並且被天文觀測證據證實的宇宙誕生學說,該學說認為現在看上去無邊無垠的宇宙起源於一個極小的點,這個點稱為奇點,其體積無限小,密度無限大,很多人都好奇這個奇點到底產生於宇宙的哪個地方呢?
  • 宇宙誕生138億年後,還能找到大爆炸的奇點位置在哪裡嗎?
    宇宙誕生於一場大爆炸,這是現代天文對宇宙來歷的一個解釋,而宇宙的中心則是一個絕對參考系的存在,根據大爆炸理論,宇宙的所有物質都來自於這個點,從理論上來解釋,它就是整個宇宙的爆心,那麼請問它在哪裡?宇宙的絕對參考系存在嗎?
  • 宇宙誕生138億年後,還能找到大爆炸的奇點位置在哪裡嗎?
    宇宙誕生於一場大爆炸,這是現代天文對宇宙來歷的一個解釋,而宇宙的中心則是一個絕對參考系的存在,根據大爆炸理論,宇宙的所有物質都來自於這個點,從理論上來解釋,它就是整個宇宙的爆心,那麼請問它在哪裡?宇宙的絕對參考系存在嗎?伽利略的相對運動實驗告訴我們,如果我知道自身的運動狀態,必須要有一個參考點!
  • 宇宙大爆炸可以休矣!「奇點」是怎樣的存在?我們該怎樣理解宇宙
    如果說在宇宙誕生學說中最有影響的,莫過於宇宙大爆炸理論了。1927年,來自比利時的天文學家和宇宙學家勒梅特首次提出了大爆炸理論。1929年,美國天文學家哈勃的宇宙膨脹理論似乎又給大爆炸理論增添了新的證據。於是,美國科學家伽莫夫在1947年正式提出「奇點大爆炸」學說。
  • 如果宇宙由奇點大爆炸而來,奇點是如何來的?有種猜測讓人們害怕
    過去,人們錯誤地認為奇點包含了宇宙中的所有物質。事實上,奇點內部只有超強的高溫能量。大爆炸之後,能量被釋放到一些基本粒子中,如中子、電子和中微子。可能有一個問題:能量能轉化物質嗎?
  • 宇宙大爆炸之後,奇點去哪了?
    宇宙之大,並非我們眼前所見。宇宙可視範圍達到了930億光年,宇宙的盡頭不可能就到此為止。宇宙的誕生起源於一個奇點,在135億年前奇點的大爆炸,從而產生了宇宙。那幾天有一個問題產生了:奇點爆炸之後到哪裡去了?消失了嗎?
  • 假如宇宙是由一個奇點「誕生」的,那麼這個奇點是怎麼產生的?
    假如宇宙是由一個奇點「誕生」的,那麼這個奇點是怎麼產生的?宇宙的起源是一個極其複雜的問題。宇宙是一個物質世界,它在不斷的運動和發展中。數千年來,科學家一直在探索宇宙何時以及如何形成。直到今天,許多科學家認為宇宙是由大約137億年前的大爆炸形成的。
  • 宇宙奇點大爆炸真的發生過嗎?科學家提出質疑,宇宙或無始無終
    事實上,面對無邊無際的宇宙,我們目前能夠獲得的條件和線索都十分有限,所以科學家們只能根據複雜的公式一點點去推算和猜測宇宙的存在狀態,包括奇點大爆炸的說法,其實也只是一個猜測而已。也就是說,奇點大爆炸只是目前科學界對宇宙起源的一種廣泛猜測,並且取得了初步認可,但是由於目前人們很難找到有力的證據,所以仍然無法成為一個確定的理論。在相關猜測中,奇點大爆炸其實是密集運動的粒子在「宇宙原始湯」中結合形成氫原子等物質的過程,由於其中劇烈的反應,才構成了如今多種多樣的天體和星繫結構。
  • 137億年前引發宇宙大爆炸的「奇點」去哪了?
    宇宙是如何誕生的?相信很多人都會說是來自於137億年前的一場「奇點」大爆炸。根據科學家們的推論,在大爆炸之前,宇宙並不存在,時間和空間的概念也都沒有產生,而不知何時起,一個「奇點」出現了,並且在某一天突然爆炸,裡面蘊含的各類物質被噴發出來,此後不斷冷卻、結合,形成了各類天體,而宇宙誕生後,時間和空間的概念也隨之產生。根據科學家們的觀測,自從奇點大爆炸之後,宇宙從未停止過生長。
  • 宇宙大爆炸中的奇點和黑洞中的奇點是一樣的嗎?
    最根本的區別就是黑洞中心奇點是處在黑洞裡的奇異時空裡,本質上它還是處在時空當中,雖然它把周圍時空彎曲得很嚴重,但並沒有把周圍整個時空卷進奇點裡。而宇宙大爆炸奇點則不同,它並非處在時空裡面,而是它本身包含了一切,除它以外,宇宙一無所有。
  • 大爆炸理論的奇點產生了宇宙所有的物質,它究竟是怎樣的存在?
    大爆炸的起始點「奇點」的由來也是有著一定歷史的,首先是大爆炸宇宙論的提出,後來由霍金與彭羅斯兩人的貢獻,基於廣義相對論提出了宇宙必然來自於「奇點」。奇點是個什麼東西呢?我們知道宇宙是膨脹著的,現在仍然處於加速膨脹的階段,而在早期,宇宙暴漲的過程中,宇宙的大小呈指數級暴漲,這就說明宇宙來自於一個體積很小、能量極高、密度極大的「奇點」,很好理解,由於奇點很小,能量密度高到了現代物理學都無法解釋的地步,因此才暴漲的如此迅猛。
  • 如果宇宙最初是一個奇點,那麼奇點之前是什麼?
    宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸,這已經成為現代宇宙誕生論的標準答案,儘管也有很多的不同意見,但通過現代天文觀測,大爆炸論能被證實的證據是比較充分的,當然我們今天不糾結大爆炸論的來歷,而是大爆炸的奇點,都說宇宙誕生於大爆炸,那麼請問奇點之前又是怎麼樣的世界呢?
  • 宇宙是奇點發生大爆炸而產生的,這個神奇的奇點又是從哪來的呢?
    ,那麼這篇文章我們就一起來聊一聊:誕生宇宙的這個奇點是怎麼來的?支撐宇宙大爆炸理論的兩大基礎首先來說,我們先來簡單的介紹一下宇宙大爆炸,宇宙大爆炸模型之所以得到了這麼高的公認度,其背後是有兩大觀測結果作為現實支撐的,分別是宇宙紅移現象與宇宙微波輻射。