宇宙大爆炸是起點,起點之前是什麼狀態?

2020-12-02 騰訊網

你這個問題剛好問到了大爆炸宇宙理論的「死穴」,大爆炸宇宙理論有一個缺點,那就是無法解釋大爆炸之前發生了什麼,大爆炸起始時刻即作為絕對的「零時」,這個狀態也是很詭異的,像壓力、能量密度、溫度這些物理量都是無窮大的,時空曲率也是無窮大的,正因為這種無窮大,物理理論在此時都站不住腳,沒有物理理論可以解釋它,所以它就是令物理學很頭疼的「奇異點」。

為了解決這個「奇異點」,物理學家可是費了不少力氣,不過還是沒有找到解決的辦法。別說t=0s時了,就是t=10^-43s以內發生了什麼事情,物理學家也不曉得,10^-43s即一個普朗克時間,在宇宙大爆炸「零時」到10^-43s時間範圍內,廣義相對論不起作用,量子效應顯著,到目前為止,可以解決這個難題的,廣義相對論與量子理論的結合體量子引力理論還沒有出現,所以說這個問題一直懸而未解,你所想要了解的關於宇宙之前的事情,恐怕要一直也得不到答案了,因為它也是當今物理學難題。

我們先可以了解下什麼是大爆炸理論,以及它的始末:

我們知道現代宇宙學的研究起源於愛因斯坦提出廣義相對論,起初人們不認可這個理論,認為這是天方夜譚,是搬不倒牛頓創下的萬有引力理論的。1919年非洲西非發生了日全食,這是一個絕佳的機會,廣義相對論預言遙遠星光在經過太陽附近時會發生1.75弧秒的偏轉,這是因為太陽的巨大質量導致周圍時空的「彎曲」,彎曲的時空使得光線經過此地時出現偏轉。出現日全食就是一個測量的好機會,當日全食的時候,太陽被月亮完全遮住,天空瞬間暗了下來,因此可以拍攝太陽周圍的星光,然後將其與其它時間段的星光做對比,結果發現光線偏轉與廣義相對論預言的正好一致,廣義相對論一戰成名,現代宇宙模型的研究自此發端。

1948年,物理學家伽莫夫、貝特、阿爾法將物質的演化與宇宙膨脹聯繫在一起,提出了大爆炸宇宙模型,大爆炸理論自此問世,該理論較多的說明了現在所觀測到的事實,因此成為主流的解釋宇宙起源的理論,後續發現的證據成為大爆炸理論能夠站住腳的根本保證,比如:微波背景輻射、輕元素的豐度、星系紅移、宇宙的年齡等。現在,大爆炸宇宙模型面臨一個致命的難題,就是開頭所說的那個「宇宙之前」的問題,按照大爆炸宇宙理論,大爆炸是開端,是時間與空間的開端,在此之前不存在時間與空間,討論它是沒有意義的,也沒有物理理論可以去解釋它,解釋那個奇異點。這樣的說法顯然不能滿足人類的好奇心,一個完備的理論不應該存在這樣的問題。

儘管如此,大爆炸宇宙模型是可以解釋目前所觀測到的宇宙現象的,至於宇宙之前的問題,只能留給時間了。

相關焦點

  • 宇宙大爆炸是起點,起點之前是什麼狀態?
    你這個問題剛好問到了大爆炸宇宙理論的「死穴」,大爆炸宇宙理論有一個缺點,那就是無法解釋大爆炸之前發生了什麼,大爆炸起始時刻即作為絕對的「零時」,這個狀態也是很詭異的,像壓力、能量密度、溫度這些物理量都是無窮大的,時空曲率也是無窮大的,正因為這種無窮大,物理理論在此時都站不住腳,沒有物理理論可以解釋它
  • 宇宙大爆炸之前存在什麼?
    宇宙大爆炸理論是什麼?,科學界在50多年前就已經達成共識:138億年前,我們所知的宇宙從一個被稱為大爆炸(英文:The Big Bang)的高溫高密度狀態中誕生。宇宙大爆炸之前存在什麼?,假設你到了宇宙空間和時間的起點——也就是大爆炸前的奇點,你問這個點以前是什麼,其實這和問地球上南極點以南、北極點以北是什麼一樣,都是沒有任何意義的,所以說,宇宙是沒有邊界,也沒有創生和毀滅,自洽自足,沒有任何第一推動力存在。
  • 大爆炸理論遭質疑,宇宙或許沒有起點,歷史無限久遠
    大爆炸宇宙論根據現有的理論,我們的宇宙誕生於大約137億年前。那個時候,宇宙所有的能量集中於一個沒有體積的奇點內。然後,這個奇點突然爆炸,迅速膨脹,形成了今天的宇宙。(圖片說明:宇宙大爆炸歷程示意圖)這個理論聽起來有些難以接受,但它的確有著大量的理論支撐。大約一百年前,科學家們發現了宇宙是在膨脹的。
  • 宇宙溯源︱ 「大爆炸」之前發生了什麼?
    但在「大爆炸」之前是什麼樣的? -- 這是自然而然產生的疑問。對此,物理學家們有著不同尋常的解釋。理解「大爆炸」首先要理解的是,「大爆炸」到底是什麼? 「大爆炸」是一個時刻,而不是空間的一個點。儘管很容易 -- 以神一樣的視點,想像自己能站在虛空中,在「大爆炸」之前觀察,但那是不可能的。因為,並非宇宙擴大到空間,而是空間本身擴大了。無論在宇宙中哪裡,如果追溯回到138億年前,都會來到這個點,那裡極度熱,密集且快速膨脹。沒有人確切地知道宇宙中發生了什麼,直到「大爆炸」一秒鐘後,宇宙冷卻下來,足以使質子和中子相撞並粘在一起。
  • 宇宙大爆炸之前究竟發生了什麼?
    宇宙大爆炸一般被視作萬物的開端:約138億年前,可觀測宇宙發生了一場劇烈爆炸,一切也隨之從無到有。但在大爆炸之前,情況又是怎樣的呢?簡單的回答:不知道。長一點的回答:大爆炸之前可能有很多很多東西,每一種都極其複雜、令人頭疼。我們首先要理解宇宙大爆炸究竟為何物。「宇宙大爆炸是時間的一個瞬間,而不是空間中的一個點。」
  • 宇宙大爆炸之前是什麼樣的?科學家的觀點與神學家有驚人相似
    大爆炸,是最具信服力的一種宇宙起源假說,也就是說宇宙是由一個奇點爆炸之後膨脹而成的。那麼起點有多小呢?我們知道原子很小了,原子核比它小一萬倍,而一個奇點卻比原子核小十億億倍!而這樣一個奇點,卻蘊含了整個宇宙中的所有物質。 那麼奇點是如何而來的呢?在這之前的宇宙是怎麼樣的?我們一起了解一下:宇宙大爆炸之前是什麼樣的?科學家的觀點與神學家有驚人相似!
  • 諾貝爾物理學獎獲得者:大爆炸之前還有其它宇宙
    他認為我們的宇宙並不是第一個存在的宇宙,而且它也不是最後一個。大爆炸並不是宇宙的開始,在大爆炸之前就有一些東西,而這些東西就是我們將來會有的東西。科學家認為,這個起點是宇宙時間和空間的起點,在此之前,談論時空是沒有用的。就像一個嬰兒剛出生,你無法說他十年前長啥樣。但是,這個奇點在某種複雜的物理機制下,產生了「大爆炸」,宇宙空間開始膨脹。​經過了137億年的時間,宇宙演化成了我們現在所看到的樣子。
  • 宇宙誕生的五個問題,宇宙有一個起點嗎?是有限還是無限?
    宇宙是非常神秘又奧妙的地方如文中所提已有古人思索 宇宙有一個起點嗎?那是什麼時候?宇宙是如何形成的?是有限還是無限?有邊還是無邊?形狀又是什麼?還有,原本黑暗的宇宙,什麼時候才出現光??到至今仍然許多人尋求答案。
  • 宇宙大爆炸之前,經過了多少地球年?
    宇宙大爆炸之前經過了多少地球年?首先人類是極其渺小的,渺小到什麼程度呢?連太陽系都是極其渺小的,而人類到目前為止,所製作的旅行者1號和2號都還沒飛出過太陽系。地球年是極其短暫的,短暫到什麼程度呢?太陽系繞銀河系中心旋轉一周的時間是200萬年,這也僅僅就是一個冰河期的小周期吧。
  • 宇宙大爆炸之前發生了什麼?史蒂芬·霍金說他知道
    在大爆炸最開始的時刻,宇宙中的所有物質都被融化成了一個非常熱的無限緻密的物質。但在那之前發生了什麼?
  • 宇宙大爆炸之前是什麼?科學家:宇宙輪迴,上一個宇宙的終結
    20世紀20年代以前,人們還認為宇宙只有銀河系那麼大。1920年,天文界舉辦了一場世紀大辯論,才改變了我們對宇宙的觀念。後來,哈勃通過對星系中造父變星距離的測定,對恆星光譜紅移的分析,發現離我們越遠的星系遠離我們的速度越快。之後,通過大量的數據觀測,哈勃發現了著名的哈勃定律。科學家驚訝地發現,宇宙在膨脹。
  • 空間是否有盡頭,時間存在起點嗎?這是個有關宇宙的迷思
    在這個世界上,我們所知的最大空間就是宇宙了,所以詢問空間是否有盡頭,也就是在詢問宇宙是否有盡頭。關於宇宙的起始,無論是在科學誕生之後,還是在科學誕生之前,都是最能夠引起人類興致的話題,在早期,人類更傾向於認為宇宙是無限的。因為彼時的人類對於宇宙幾乎是一無所知,所以無限就是最能夠讓人心安的解釋。
  • 諾獎解讀 | 起點亦是終點——彭羅斯的「循環宇宙」
    比如說「大爆炸之前是什麼?」,答案是「上一個世代的結束」。而宇宙的未來呢,則將會誘發下一個大爆炸,並進入一個新的世代。彭羅斯的模型,看起來的確是將大爆炸宇宙賦予了一個世代交替、永恆循環的似穩態圖景,如圖1b所示的那樣,宇宙就這樣「循環」起來。
  • 140億年前並非宇宙絕對起點,或許宇宙一直在經歷「生死輪迴」
    美國普林斯頓大學的波爾·施泰恩加德和英國劍橋大學的尼爾·圖爾克這兩名物理學家在2011年共同提出了一個理論,即宇宙大爆炸發生了不止一次,宇宙一直經歷著「生死輪迴」的過程,而人們所認為的140億年前的宇宙大爆炸並非宇宙誕生的絕對起點,那只是宇宙的一次新生。
  • 宇宙大爆炸之前是一個黑洞嗎?
    科學家們通過宇宙不斷膨脹的事實,通過時間的反推認為存在一個時間和空間的起點,現有宇宙中的所有物質都來源於這個點,這個點被稱為「奇點」。也就是說在138.2億年之前是宇宙膨脹的起點,所有宇宙物質都來源於一個體積無限小、質量無限大、引力無限大、溫度無限高的一個「奇點」,同時在這種理論的框架下,我們可以認為在大爆炸之前,「奇點」就是宇宙的全部,在它之外沒有任何的時間與空間的概念,整個宇宙都是零維的點,因此談論「宇宙大爆炸之前」這個命題本身就是不嚴謹的,因為時間和空間在奇點之處擁有著無限高的彎曲程度,時間是完全停滯的、空間完全壓縮的,根本不具備物質屬性
  • 「大爆炸之前」的宇宙什麼樣?
    即使是2020年諾貝爾物理學獎得主羅傑·彭羅斯提出的另一種宇宙觀——共形輪迴宇宙學,也無法與大爆炸理論的成功相提並論。與近年來各種新聞標題和彭羅斯的斷言相反的是,目前沒有證據表明存在某種「大爆炸之前的宇宙」。
  • 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?
  • 宇宙大爆炸之前發生過什麼,是我們該管的嗎,你怎麼看?
    如果是大爆炸形成的宇宙,那麼在宇宙大爆炸之前的無數年為什麼什麼也沒有發生?首先,這個問題很荒唐。這位提問的朋友怎麼知道宇宙大爆炸前無數年什麼也沒有發生?它發生了什麼一定要告訴你嗎?你知道什麼叫「無數」嗎?
  • 在沒有形成宇宙之前,世界有什麼?
    我們都知道,在大概137億年以前,從一次大爆炸中,誕生了我們的母體——宇宙。那麼,在這個大爆炸以前呢?世界是什麼樣子?在著名科技類節目《星語》中,霍金作為嘉賓,與主持人科學家尼爾·德格拉斯泰森,共同談論宇宙和時間的起源問題。霍金說,——大爆炸之前——什,麼,也,沒,有!是不是很簡單,很直接,很粗暴!
  • 假如我們有足夠強大的望遠鏡,能看到宇宙誕生的起點嗎?
    要想知道我們能看到什麼,首先得搞清楚當時到底發生了什麼。大爆炸開始時,宇宙是一個無限小的奇點,時間和空間維度都蜷縮在一起。有人說,這個問題與「宇宙之外有什麼」一樣沒有意義,既然時間維度還未展開,就像時鐘還沒有開始跳動,因而不存在「之前」的概念;也有人認為奇點是上一個宇宙坍縮形成的,大爆炸是一種「反彈」。