我們所有的知識體系,都建立在宇宙大爆炸之後,所產生的這片宇宙之內。
而宇宙奇點,超越了宇宙的範疇而獨立的存在。任何我們知曉的宇宙物理規律到奇點都失效,在無法得到科學驗證之前,所有的認知都是一種假說。
大爆炸的剎那,我們宇宙的時間和空間才開始產生。在奇點狀態,沒有時空度規這個時間坐標的量化概念。或者更準確的說,時間和空間,是貫穿宇宙的因果律,但僅僅在我們宇宙內有效,對於超然於宇宙的奇點,不適用。
正是由於目前科學無法解釋奇點,西方宗教對大爆炸理論推崇備至,因為它給了上帝一個完美的存在理由:大爆炸理論不可避免的需要回答一個問題,是「誰」,點燃了奇點的引信,開啟了創世的過程。
是啊,誰點燃呢?要回答點燃,就要回答終極三問了,奇點是什麼,奇點從那裡來,奇點要到那裡去。或許這個問題人類永遠都無法回答。如果能有解答的一天,人類必然已經走出宇宙,具有了俯瞰一切眾生的能力,神級文明產生了。
目前我們僅知奇點體積無限小,溫度無限高,密度無限大,時空曲率無限蜷縮,而質量為恆定常數。此外,科學對奇點一無所知。
至於奇點所在之處,實際就是宇宙之外是什麼,學生時期我也好奇過很久。最常見的解釋有2種。
一說奇點之處是「虛無」,什麼也沒有。我不相信「虛無」的解釋,科學問題又不是和尚打禪機,搞起了意會。
一說真空量子漲落假說,曾經,我相信是真空零點能這隻「上帝之手」,點燃了創世一擊。奇點存在於一片真空之海,卡西米爾效應證明了真空沒有任何物質存在,一樣蘊含著巨大的本底能量。在小於普朗克時間的起落裡,瞬時產生又湮滅的虛粒子造成了真空量子泡沫的漲落,正是這量子微擾,激發了奇點的爆炸。這是量子電動力學的解釋。
後來我發現,全都互相矛盾,邏輯都不能自洽。
沒有任何物質的空間,也是空間。接受了量子漲落假說,說好的「虛無」呢?這是拿已知的知識,去硬生生的解釋未知。
即便接受了這特殊空間存在,那麼大爆炸之後,奇點之處和宇宙都是空間態,應該融為一體,炸完就算數了,和引爆一顆手榴彈之後一樣。我們的宇宙就是一統所有的全部,宇宙為什麼膨脹至今?
我不知道奇點所在是一種什麼態的形式存在,但我確定和我們的宇宙空間完全不同。被宇宙膨脹吞噬的部分,就是奇點的存在之處。如果都是真空,還有內外之別嗎?宇宙內外還有無形之牆在隔絕嗎?測不準原理讓任何隔絕都無效,虛粒子對的量子隧穿讓宇宙質能不守恆。直接擊垮了人類物理學大廈。
認可了「虛無」假說,所有的一切都沒有,誰來點燃引信呢?奇點會永遠守恆存在。沒有時間而永恆的「虛無」,奇點和它蘊含的能量又從何而來,難道只能解釋為上帝一揮手,產生了一個點?所有的一切都沒有,宇宙又往那裡膨脹呢?
後來我想明白了,讓現在的科學去解釋奇點,就如同讓一個秦朝的人來解釋汽車發動機一樣。徹底無解。那就老老實實的回答,不知道,不知道才是最科學的回答。不為解釋而強行解釋。
至於量子力學派生出的平行宇宙,多重宇宙的說法,影視作品與科學,差距還是很大的。我認為他們和修真,魔法文明一樣,屬於少年派的奇幻漂流。只需毫無論據的憑空想像就可以,不在科學之內。而科學,需要嚴密的邏輯體系,隨時可以驗證與質疑的實驗與數據證明。
目前來說,這個問題是一道哲學題,因為目前科學無法解答。但終究有一天,科學會揭開謎底。因為,科學已經指出了方向。
現代物理學的兩大基石-相對論(廣義相對論)和量子力學有很多矛盾之處。適用於宏觀物理的不適用於量子物理,各有其完全正確而不可撼動的地位。矛盾的核心是量子力學的強力、弱力、電磁力三種力和宏觀物理的引力無法統一。
於是理論物理需要一個統一場理論,能統一強力、弱力、電磁力和引力。如何統一呢?
1915年愛因斯坦發布了闡述時間,空間與物質之間相互關係的廣義相對論,其核心是引力場方程。史瓦西解出了第一個精確解析解,即我們今天熟悉的最常見黑洞-「史瓦西黑洞」。還有更多關於引力的秘密,蘊含在方程之中。
宇宙中有沒有4種力都統一在一起的物體呢?有。黑洞的奇點-微小甚於粒子,需要考慮強力、弱力、電磁力的作用。但是極大的質量又造成引力極大。它融合了無數科學難題而存在。和宇宙奇點有很多相似之處,除了質量不同,溫度不同。如果能夠對黑洞奇點進行直接觀測,將會知曉奇點的奧秘。
但是黑洞具有的「事件視界」讓任何外部觀測方式都失效。面對黑洞,就是單程的有去無回旅程。黑洞內發生的一切未知變化都永遠在黑洞裡。能不能有揭開「事件視界」面紗,一窺奇點的可能?有。
大質量恆星大多是一個不完美對稱的球形,在無限內縮過程中,由於密度不均分布,會有短暫的「事件視界」未形成,奇點會直接暴露在宇宙中。這種奇點稱為裸奇點。
通過超級計算機模擬的恆星模型演化,有極少數比較溫和的密度不均勻恆星坍塌為奇點後,會不形成「事件視界」。而直接形成裸奇點。
想知道宇宙的起源嗎?觀察裸奇點,看它如何完美統一四種力就可以。
但是迄今為止,未曾發現裸奇點的存在。因為黑洞本身就無法直接找到。吞光性讓它只能被間接發現。而沒有「事件視界」,讓它小於粒子,只能觀察引力的變化才能找到它。而引力,是人類所知最少,最不了解的一種力。
著名數學家彭羅斯說過一句話「上帝憎惡裸奇點」。這實在是因為太難找了。百億光年的浩瀚星空,尋找一個粒子大小的裸奇點,難度可想而知。
之後他提出了宇宙監察假說:現實條件下不可能形成裸奇點,宇宙的物理規律會監督奇點,把它隱蔽在視界的背後,因為宇宙的秘密不允許被揭開。形象化來說,如果可能會形成裸奇點,宇宙監督員會出現,阻止裸露。也是為了保護。
這個保護,不要理解為保護奇點,而是保護宇宙空間。不然在宇宙黑暗夜空的背景下,一個微小的看不見的奇點可以吞噬一切,還無法發現,會有什麼結果。讓我想到一個笑話:黑夜中,一隻烏鴉在飛。
理論上,裸奇點,有存在的可能。但是宇宙監察假說不認可。現在宇宙監察假說已經成了現代黑洞研究的基石。黑洞有奇點,必然有「事件視界」。
那麼,我們就等待吧,宇宙漫長的時間長河,總會讓我們找到一個機會,無數次的偶然,必然會成為一次必然。