構成宇宙大爆炸的物質從何而來?

2021-01-08 超自然科學局

這個問題沒有確切的/已證實的/公認的答案。然而,「膨脹宇宙」等模型產生了許多不同的觀點。

這個模型假設,就在大爆炸之前,宇宙中充滿了一種不穩定的能量形式,而我們對它的性質一無所知。在某一時刻,這種能量被轉化為基本粒子,我們今天所觀察到的所有物質都是從這些基本粒子中產生的。這個點就是我們所說的大爆炸或奇點。

這個模型的結果是,我們看到,如果一個很小的空間包含這種形式的能量,這個空間就會迅速膨脹,產生同樣的能量。然後你可以說,宇宙中所有的物質都可能來自於最初的一小部分,不穩定的能量形式。

現在,你可能會問,我們是如何產生這樣一個場景的?將愛因斯坦的引力理論應用到膨脹的宇宙模型中,我們知道自然法則解釋了宇宙中的物質和能量從何而來,理論上說,只要一開始就有一點點能量。

這種場景/模型只有在做出可以用證據檢驗的預測時才有用。宇宙膨脹模型做出了幾個可驗證的預測,其中最重要的一點是,最初的能量在空間中分布不均勻——這是由於一種量子噪聲在宇宙很小的時候佔據了它的位置,這種模式會被轉移到大爆炸期間突然出現的粒子上。

結果,充滿宇宙的物質並沒有均勻地分布。如果是這樣,那麼恆星和行星就永遠不會形成。

如果膨脹的宇宙模型是正確的,那麼我們應該在大爆炸的餘輝中看到這個塊狀的圖案。這一預測模式是在2003年由美國宇航局的WMAP太空探測器拍攝的一張大爆炸餘輝的照片中觀察到的,也就是宇宙微波背景。

宇宙中最古老的光的全圖。顏色表示「較暖」(紅色)和「較冷」(藍色)斑點。橢圓形是展示整個宇宙的投影,類似於地球的球體可以被表示為一個橢圓形。

這張照片向我們展示了宇宙在大爆炸後30萬年的樣子。

膨脹的宇宙模型很重要,但沒有人知道第一個空間、時間和物質是如何產生的,科學家們提出了更深層的問題。如果一開始什麼都沒有,那麼自然法則從何而來?

相關焦點

  • 宇宙由奇點爆炸而來,那奇點又從何而來?我們又從何而來?
    物質從中子質子,電子、光子開始,經過宇宙的不斷膨脹。溫度降低,原子和分子開始出現,這些基本的物質構成開始形成原始的氣體星雲,宇宙從此開始了自己的漫長演化史。這就是我們已知的宇宙起源,然而推斷出宇宙起源於奇點,已經是人類目前所能推斷的極限。而目前困擾著人類的是另一個問題。物質起源之謎,宇宙來源於奇點的爆炸,我們誕生於奇點。那麼奇點究竟是從何而來?
  • 宇宙中的物質從何而來?為何大爆炸之後,宇宙中會形成各類元素?
    我們生存在地球之上,地球與無數的星球一起,生活在宇宙之中。宇宙是怎麼來的呢?科學家經過研究後告訴我們,宇宙中的一切都來自於一場大爆炸,雖然這也只是諸多猜想中的一個,但是卻深入人心。在大爆炸發生的38萬年之後,第一批原子產生,最早的一批恆星也出現了,第一批恆星是藍巨星,它們的的主要組成物質是氫元素和氦元素,伴隨著恆星內部的核聚變,氧元素和碳元素開始在恆星的內部形成,這個時候,恆星和恆星之間、星系和星系之間發生了碰撞,導致了很多新的元素和物質形成。
  • 宇宙中的物質從何而來?真的是「無中生有」嗎?
    目前人類的可觀測宇宙範圍是900億光年,在這個範圍內的大部分區域都存在天體結構,只有少量的區域不存在物質,這些區域被我們稱為「宇宙空洞」,而在900億光年外,應該也存在大量的天體結構,那麼宇宙中存在如此多的物質,它們從何而來?物質真的是憑空出現的嗎?
  • 宇宙大爆炸理論和弦理論能解釋形成與構成宇宙的物質是哪裡來的嗎
    關於構成宇宙的物質到底是從哪裡來的這個問題一直是是困擾無數科學家們,賢者,智者們的一個千古難題,雖然都有一些解釋但是離真相還有很大的一段距離,那麼本文在這裡就簡單的來講講當下比較有建樹的理論他們對物質的探索都面臨著怎樣的一些問題。
  • 構成地球的物質從何而來,為什麼說鐵元素是核聚變的終結者?
    這個問題涉及到了對宇宙的起源、發展演化、物質循環的系統性認知。從我們所生活的地球上的物體,再拓寬視野進入太陽系,然後是銀河系,再到更加廣袤的河外星系,共同組成了我們可觀測宇宙的一部分,而這些宏觀物體都是由微觀原子構成,而微觀原子又由於質子和中子的不同組合,形成了豐富多彩的物質世界。
  • 既然宇宙是通過奇點爆炸而來的,那奇點爆炸的原材料又從何而來?
    引言:關於宇宙是如何誕生的這個問題,科學家早在上個世紀就提出了一個不可思議的模型,一個奇點的爆炸誕生了一個宇宙。雖然沒有充足的證據證明這一理論,但這絲毫不影響它成為了主流理論。既然宇宙是通過奇點爆炸發展而來的,那麼爆炸原材料又從何而來呢?
  • 宇宙從何而來?人類是如何探索這個終極奧秘的?
    宇宙從何而來?這是我們宇宙的終極奧秘。終極的奧秘激發新想法和新實驗。沒有人知道第一個空間、時間和物質是如何產生的。科學家們正在努力解決更深層次的問題。自然法則從何而來?宇宙如何「知道」演化運行?為什麼自然法則產生了一個生命如此熱情的宇宙?
  • 宇宙誕生之前是什麼?「奇點」從何而來?宇宙之外是什麼?
    多種證據和理論推測表明,宇宙很可能來自於138億年前一次包含我們現在這個宇宙所有能量(包括轉化成物質的能量)的奇點能量子。許多人產生了一系列的疑問,諸如宇宙為何要有這次神秘的大膨脹哪?這個奇點所蘊含的巨大能量又是從何而來哪?宇宙之外是什麼?宇宙誕生前是什麼?
  • 構成我們的物質從何而來,為何鐵元素是核聚變的終結者?
    但是認識宇宙大爆炸的過程是曲折的,因為老一派物理學家不喜歡這樣的模型,一直以來宇宙都被認為是穩態的,既不膨脹也不收縮。因此星系紅移現象成了宇宙大爆炸的一個證據,而後來發現的宇宙背景微波輻射,宇宙大爆炸後的一縷餘暉,被認為是第二個證據。
  • 潛伏在宇宙中的暗物質從何而來?新理論認為或由宇宙氣泡形成
    潛伏在宇宙中的暗物質從何而來?目前的估計表明,這種暗物質佔宇宙質量的80%。「雖然我們知道我們的宇宙中有多少暗物質,但幾十年來,我們一直對暗物質的性質和起源感到疑惑。」研究合著者Andrew Long說,他是休斯敦萊斯大學的物理學助理教授。「暗物質是基本粒子的集合嗎?如果是的話,這些粒子的性質是什麼,比如它們的質量和自旋?這些粒子施加了什麼力,它們經歷了什麼相互作用?
  • 如果宇宙由奇點大爆炸而來,那麼奇點又是如何來的?
    這個理論告訴我們,宇宙起源於138億年前的奇點大爆炸,一個神秘的奇點聚集了無窮的能量,然後在強大的壓力之下,發生了大爆炸,於是誕生了我們的宇宙。如果宇宙是由奇點大爆炸而來,那麼很多人又會產生這樣一個疑問: 這個奇點是如何來的?相信很多人都想杭明白這個事情,奇點用現代科學來描述,它就是一個質量無限大,體積無限小的能量集合體。
  • 宇宙從何而來?為什麼自然法則會產生一個對生命如此好客的宇宙?
    沒有人知道第一個空間、時間和物質是如何產生。科學家們正在努力解決更深層次的問題。如果沒有開始,那麼自然法則從何而來?宇宙為何"知道"演化?為什麼自然法則會產生一個對生命如此好客的宇宙?這些問題十分困難,科學家們正試圖用大膽的新想法和新的實驗來檢驗這些想法。
  • 宇宙大爆炸——宇宙大爆炸是否產生了宇宙的所有物質
    可是有一個問題一直存在:宇宙大爆炸產生的物質是宇宙的全部還是部分?可以發現當年宇宙學家們毫不猶豫地選擇了前者,但現有的證據無法證明:宇宙大爆炸一定產生了宇宙的全部物質,這僅僅只是個假設。擺在面前的有兩個可能的選擇:(1)宇宙大爆炸產生了宇宙的全部物質;(2)宇宙大爆炸產生了宇宙的部分物質。只可能有一個是正確的,那麼有沒有證據可以說明哪個正確?除了我們有「思維慣性」外,我們沒有任何證據可以幫助我們作出選擇。
  • 竟從另一宇宙流浪而來?宇宙大爆炸靠不住?
    據統計,宇宙已經形成了138億年,其中幾乎沒有星球能超過宇宙的壽命,不過NASA卻發現了一個奇怪的宇宙現象。這個現象或將推翻之前人們對宇宙的認知,如果這一發現被證明是真實存在的,整個宇宙文明都要重新洗牌。NASA到底發現了什麼?那就是在宇宙中存在一顆比宇宙還老的星球,這是怎麼一回事?
  • 物質不能憑空產生和消失,現今宇宙的物質都是哪裡來的呢?
    根據物質不滅定律,物質(質量)不能憑空消失,當然也不能憑空產生。如果說宇宙是有限的,包括時間的有限和空間的有限,那現今宇宙的物質是從哪裡來的就說不清楚。因此有的人就要說宇宙是無始無終的,是無邊無際、無限無垠的,是一直都存在的,因而就避開了問題的詰問。
  • 我們從何而來?每個人都由恆星物質組成,恆星如何造出各種元素?
    人生在世,我們總會有所疑問,我們是從何而來的?是什麼組成了我們的身體、大腦以及神經血液?其實,從物質構成上來講,我們的身體、大腦以及神經血液和地球上其它千千萬萬種物質一樣都是由各種元素所構成的。是的,就是我們在元素周期表上 所見到的那些元素。
  • 宇宙中最常見的就是大爆炸,那麼為什麼宇宙會大爆炸?
    這一理論不單單能夠向大家展示宇宙從何而起,更能夠表明宇宙的發展。宇宙大爆炸這一研究理論表明,在現如今的宇宙中,所有的物質皆來源於上百億年前的宇宙大爆炸。不單單是這樣,在宇宙尚未出現之前,一切事物都是不存在的,換句話來講,宇宙大爆炸才是一切事物的開始。
  • 宇宙最初的能量從何而來?
    其實這類問題往上延伸就是:宇宙是如何誕生的?這是一個終極之謎,但我們可以根據現有科學知識對這個終極之謎進行解讀。能量的本質是什麼?而通常情況下,我們所說的物質指的是具有質量的物質,這也說明了其實能量也是一種物質。宇宙最初的能量是從何而來的呢?目前主流的宇宙起源理論就是宇宙大爆炸,宇宙源於奇點,一個體積無限小,密度溫度無限高的小點。在點突然急劇膨脹之後,當時的宇宙是一個純能量體。
  • 我們從何而來?宇宙從何而來?137億年來世界發生什麼了?
    「我們從何而來?」、「宇宙從何而來?」兒童時代的我們總會想到這個問題,但隨著年齡的增長,大多數人在之後的時光可能都會將這個兒時的問題拋之腦後了。目前科學家普遍認為,我們的宇宙源自於137億年前,一個體積無限小,密度和引力無限大,時空扭曲率無限大的奇點的爆炸,也就是俗稱的大爆炸理論。——Big Bang大爆炸發生後宇宙不斷地膨脹,溫度和密度也逐漸下降,溫度的逐步改變催生了原子、分子,然後複合了氣體。
  • 「大爆炸宇宙論」毫無依據
    大爆炸宇宙論」認為;宇宙大約是137億年前,由物質能量聚集濃縮而成的一個體積很小,密度極大,溫度極高的奇點。因巨大壓力瞬間膨脹發生爆炸,分裂成無數碎片。後來隨著溫度下降,輻射減退,就形成了浩瀚無際星羅密布的宇宙。但在沒有任何空間的條件下,所有物質能量又是從何而生,從何而來。