宇宙大爆炸才出現的空間,那宇宙大爆炸之前有沒有空間?

2021-01-12 騰訊網

時鐘滴滴答答,太陽東升西落,我們可以真真切切地感受到時間的流逝。廣闊的草原,蔚藍的天空,深邃的宇宙,我們可以真真切切地感受到空間的存在。如果現在有人說,在宇宙誕生之前不存在時間與空間,你會相信嗎?如果宇宙誕生之前不存在時間與空間,那麼這一切又從哪裡來?最為關鍵的是,宇宙誕生之前的狀態是什麼?誰來盛放這海量的物質?

如果說之前是模糊宇宙學,那麼現在就一定是精確宇宙學了,不僅需要理論,也更需要實際觀測的支持。現代的宇宙學框架,主要由兩個學說來搭建,一個是大爆炸宇宙論,另一個是暴脹宇宙學說。

大爆炸宇宙論

說起大爆炸理論,肯定有人會說,這麼久的事情,誰能知道的,都是瞎猜。那麼到底是不是猜出來的呢?讓我們了解一下大爆炸宇宙論的前世今生。在20世紀上半葉,量子理論與廣義相對論問世,這兩個理論是現代物理學的基石,其中廣義相對論更是研究宇宙學的基石,這個廣義相對論構建了一個全新的宇宙,愛因斯坦認為的宇宙應該是一個不變的宇宙穩定的宇宙,因此他絞盡腦汁不惜添加常數,讓計算出的宇宙變得穩定,可是得到的結果並不是這樣,英國的天文物理學家愛丁頓曾說,這樣的宇宙處在無限收縮與無限膨脹間的懸崖之上,也就是說稍有不慎,宇宙膨脹收縮就偏向一方了。

天文學家斯裡弗首先觀測到譜線紅移現象,美國天文學家哈勃與他的助手在斯裡弗的觀測基礎之上,又進行了大量的觀測與計算,他們發現譜線紅移並不是特別的現象,而是一個普遍存在的現象,他們發現的星系均具有譜線紅移,由此哈勃得出了一個結論,遙遠的星系都在遠離我們,而且距離越遠的星系遠離的速度越快。這個結論表明宇宙正在膨脹,愛因斯坦錯了。

由此一個很自然的推論,就展現在我們面前,那就是既然宇宙正在膨脹過程中,如果將時間回溯到很久很久以前,那麼宇宙的體積肯定非常小。20世紀40年代,伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙學說,這就是大爆炸宇宙理論的雛形。我們的宇宙是在138億年以前,由一個奇點爆炸而來。

暴脹宇宙學說

雖然大爆炸宇宙論的誕生解決了很多問題,但是仍然有許多新的問題解決不了,比如平直性疑難問題、宇宙大尺度結構來源問題、超重粒子超出疑難問題等等,這些問題,大爆炸理論無法給出合理解釋。於是,上世紀80年代,暴脹理論問世,來解決這些疑難雜症。暴脹是宇宙在極早期經歷的一個極為恐怖的擴張過程,在宇宙剛剛誕生的10^-30秒之內,宇宙急劇膨脹了10^26倍,體積膨脹了10^78倍,這些數據不是猜的,而是根據量子理論推導出來的,可以說,量子理論的誕生為解釋極早期的宇宙狀態提供了很大幫助。

奇點

在暴脹理論還沒有出現之前,霍金與彭羅斯兩位物理學家根據大爆炸宇宙論推出來「奇點」這個詭異的東西,也就是說,如果我們將時間回溯,回溯到宇宙剛誕生的時刻,那將是一個無法被形容的點,也就是奇點。推論表明,處在奇點的那個狀態,諸如密度、溫度壓力這些物理量都處在無限高的狀態,這種狀態是物理學所無法理解的,故稱之為奇點,奇點的無法解釋也是大爆炸宇宙論的遺憾。

當暴脹理論出現之後,暴脹解釋宇宙是經歷什麼而誕生的,該理論認為,在宇宙誕生之前,隨處都有真真空衰變為普通的真空,可以形象的比喻成沸騰的海洋,量子漲落隨機產生,猶如一個個「氣泡」,每一個「氣泡」製造了大爆炸,我們的宇宙大爆炸只是其一,能量轉變為物質,這可以避免奇點的出現,但是也受到了很多物理學家的質疑,認為該理論缺乏檢驗與經驗。

如何避免去解釋奇點,由此又出現了許多模型,比如「反彈宇宙模型」、「循環宇宙模型」等等,但是這些都還只是猜測,一個成熟的理論必須要有實際的觀測數據支撐它。

以現有的理論,還無法真正做到揭示宇宙之前的故事,現有的科學都建立在宇宙誕生之後的故事之上。時間與空間都是我們熟知的時間與空間,至於宇宙之前是怎樣的環境,是高溫高密度高壓的奇點,還是具有異常高能量的真空態且具有負壓力,這個就不得而知了,總之我們所熟知的時間與空間,在我們的宇宙誕生之前是不存在的。

相關焦點

  • 宇宙大爆炸後才出現時空,那宇宙爆炸前沒有空間又如何產生?
    宇宙對很多人來說都是神秘的,因此人類一直都喜歡仰望星空去思考它,我們在宇宙又是什麼樣存在的,宇宙又是怎麼產生的?人類從未停止過對宇宙的探尋,即便如此,對我們而言,宇宙還是以後很多神秘的面紗沒有被揭開。就如蒙娜麗莎一樣,隨著現代科技的不斷發展,我們對宇宙也就有了一定的基礎認知,可是大家知道宇宙是如何產生的嗎?地球又是如何出現的,這對很多科學家而言,都是窮極一生去追尋的目標。就在不久之前,科學家提出了這樣的說法,那就是宇宙大爆炸之後才有了時空這種說法,那麼在大爆炸之前沒有空間宇宙就是如何出現的,沒有足夠的空間來容納它,它又是如何出現的?
  • 宇宙誕生於大爆炸,大爆炸之前的宇宙又是怎樣呢?
    大爆炸創造了空間和時間。在那之前,沒有空間。科學家如何看待無空間狀態?最初出現在果殼問答網站的答案是:無空間狀態是獲取和分享知識的地方,賦予人們向他人學習和更好地了解世界的能力。
  • 宇宙的形成並非來自大爆炸?人類生活的宇宙,可能是低維空間宇宙
    原因是有科學家在宇宙中發現了一種宇宙的微波背景輻射,然而這種宇宙微波背景輻射又怎麼會與宇宙的大爆炸有關係呢?那是經過科學家的研究他們大多認為這種宇宙的微波背景輻射是宇宙在大爆炸之後所留下的部分熱量,也正是因為只有宇宙大爆炸才會產生這種的微波背景輻射,這是也支持宇宙大爆炸理論的一個最比較重要的證據。
  • 宇宙是在大爆炸中才出現的,那宇宙之前是什麼?原來這才是真相!
    宇宙是在大爆炸中出現的,那麼宇宙大爆炸之前是什麼樣的存在呢?我們目前觀測宇宙的起源,外加科學家的分析,宇宙是誕生於大約138億年前的一次大爆炸,這個學說也是宇宙大爆炸假說,雖然現在有比較多的證據支持這個假說,但是目前為止也是沒有確定,大爆炸假說在宇宙誕生的各個假說中,支持率還是相對比較高的,也就是說無論是138億年前還是930億光年,你看到的所有東西都是概念宇宙中的一部分,不過這樣的解釋對於許多人來說也是不能接受的,畢竟在我們的生活經驗常識裡面
  • 提供宇宙大爆炸的空間在哪?是無中生有而來的嗎
    首先我們需要明白,宇宙大爆炸理論是天文學家根據對宇宙的觀察探索假設出來的理論,但並非是空想,是有理論依據來支撐的。宇宙大爆炸理論並不完美,也有瑕疵存在。事實上任何科學理論都不可能是完美的,科學永遠是向前發展的,永遠沒有盡頭。
  • 宇宙大爆炸理論有哪些證據,在大爆炸之前宇宙又是什麼?
    宇宙大爆炸理論是目前解釋宇宙起源和演化的最佳理論,雖然該理論具有爭議,但還是有很多實驗數據能夠支持該理論;關於宇宙大爆炸之前的事,是該理論禁止談論的,因為那時候時間和空間都不存在。宇宙大爆炸理論在一百多年前,科學家都認為宇宙是穩態的,甚至愛因斯坦在建立廣義相對論時發現宇宙的不穩定性,還錯誤地引入「宇宙學常數」來抵消這個不穩定,從而得到了穩態的宇宙模型。
  • 「大爆炸之前」的宇宙什麼樣?
    多年來,宇宙暴脹和宇宙大爆炸也一直受到天文學家和天體物理學家的挑戰,但每一次有新的關鍵觀測結果出現時,那些替代的觀點就都消失了。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」。
  • 大爆炸出現了物質,那空間和時間是怎麼來的?
    如果在大爆炸之前有宇宙暴漲,那麼在大爆炸之前是不是就已經有了時空?今天就說下:時空是何時開始的?是怎麼來的?我們需要考慮三件事來完整的回答這個問題,第一個是我們所說的空間和時間。我們目前對空間和時間的理解在日常生活中,我們對空間和時間有一種固有的認識,對於空間來說就像長、寬、高這樣確切的概念,而時間則以均勻的速度不停的流逝著,並且空間和時間沒有任何聯繫。
  • 牛津教授:宇宙起源或並非大爆炸,人類可能生活在低維空間宇宙
    雖然人類目前還沒有知道宇宙誕生的真正答案,但是人類卻已經建立了一個近似的理論去闡述宇宙到底是如何產生的,這個理論就是著名的宇宙大爆炸理論,宇宙大爆炸理論認為,宇宙起源於一場大爆炸,在大爆炸之前宇宙是一個無法解釋的「點」,這個點就是「奇點」,那麼什麼是奇點?
  • 宇宙起源於大爆炸,那麼宇宙大爆炸「之前」到底是一個什麼樣的存在?
    不過時間並不是最重要的,重要的是,如果說宇宙起源於137年前的大爆炸(事實上並非我們生活中所說的真正的爆炸),那麼很多人可能有這個疑問,那就是宇宙大爆炸之前發生了什麼,是一個什麼樣的存在?答案是:什麼都沒有!
  • 宇宙大爆炸之前有什麼?大爆炸之前,是另一個宇宙
    彭羅斯認為,我們目前所處的這個宇宙可能只是無休無止不斷重複出現消亡的循環宇宙中最新的一個而已。宇宙大爆炸理論認為現存宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於137億年前一次大爆炸後膨脹形成的。那宇宙之前是什麼呢?彭羅斯認為宇宙的終結就是另一次大爆炸的開始,宇宙就是在大爆炸-膨脹-大爆炸-膨脹中無限循環。也就是他認為:大爆炸之前,是另一個宇宙。
  • 宇宙溯源︱ 「大爆炸」之前發生了什麼?
    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。
  • 宇宙大爆炸之前存在什麼?
    宇宙大爆炸之前存在什麼?,宇宙的所有事物都凝聚到一個原子大小的密度無限大的奇點內,在這個微粒中,所有的數學、物理、空間、時間法則都停止運作,一切的一切都似乎沒有任何意義。所以討論大爆炸之前的事情沒有任何意義。
  • 若宇宙起源於大爆炸,那大爆炸之前有什麼?這個問題為何無解?
    宇宙大爆炸理論可以完美解釋迄今為止在宇宙中所觀測到的一切現象,然而卻在一個問題上卡了殼,這個問題就是「宇宙大爆炸之前有什麼」?如此看來,終極的起源問題仍然沒有解決,只是由「宇宙從何而來」變為了「宇宙之前有什麼」,其實之所以無法對這個問題作出解答是有原因的。
  • 若宇宙起源於大爆炸,那大爆炸之前有什麼?這個問題為何無解?
    最初的宇宙物質高度密集,且空間相對有限,但在隨後的138億年之中,宇宙始終在不斷膨脹,且邊緣的膨脹速度遠超光速,所以宇宙逐漸冷卻且愈發稀疏。而關於宇宙大爆炸最直接的證據就是宇宙微波背景輻射了,它被認為是宇宙大爆炸的餘波與迴響。宇宙大爆炸理論可以完美解釋迄今為止在宇宙中所觀測到的一切現象,然而卻在一個問題上卡了殼,這個問題就是「宇宙大爆炸之前有什麼」?
  • 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。」
  • 宇宙大爆炸之前是一個黑洞嗎?
    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
  • 宇宙大爆炸之前有引力存在嗎?
    有人提出了這樣一個問題:據說宇宙大爆炸前沒有時間沒有空間,但是否存在引力呢?這個問題很有意思,我們一起來討論一下。四種基本作用力是相互作用的,萬有引力也是如此。如果沒有相互作用當然就沒有引力,從這個意義上來說,宇宙大爆炸前是沒有引力的。
  • 宇宙大爆炸的奇點之前有什麼?奇點是如何出現的?
    其實這個「無」我們要辯證的看,這個「無」實際上還是「有」,它一定存在,否則就不會有我們的宇宙,也不會有你我他。因此就是「有」。但又沒有體積,當然就「無」了。體積無限小是什麼意思?就是在我們這個世界無法描述這個有多小。現在科學界對最小事物的描述就是普朗克尺度,是屬於量子力學的範疇。
  • 奇點大爆炸誕生了宇宙,那在奇點爆炸之前是什麼樣子的?
    當人類文明誕生,並且隨著科學技術的發展人類對宇宙有了宏觀上的認識,可以說人類第一次通過天文望眼鏡看到浩瀚宇宙的那一刻,就已經被宇宙的龐大和神秘所震撼到了。於是,百年裡人類始終沒有停止對宇宙的研究和探索,隨著越來越多的宇宙奧秘被揭開,人類越發感到自己的渺小。