宇宙在大爆炸前發生了什麼,3個奇思妙想,告訴你不一樣的答案

2020-12-12 Science漫談

當人類第一次仰望星空的時候,宇宙的神秘莫測,就已經根植於人類的內心深處。自古以來哲學家和科學家們反覆思考和探索宇宙的本源和生命的意義。宇宙,這個包含萬物的時空似乎成了人類文明,乃至各個星系中智慧文明的永久桎梏。逃不出的宇宙,撕不破的時空,似乎是我們的宿命。人類文明似乎只有對其研究透徹之後才能實現夢寐以求的文明跨越。

大爆炸模式圖

人們似乎想像過很多種方式,解釋和探究宇宙的起源。但是宇宙是怎麼來的,一直是一個懸而未決的問題。直到近代,有科學家提出宇宙大爆炸理論,並且對宇宙中微波背景輻射的不斷探測和分析也在支持著這一假說。但是,有一點難以理解的是,假如大爆炸理論是正確的,那麼宇宙在大爆炸之前是什麼情景?是在為「久違」的大爆炸做準備?難以表述和分析。如果要一個答案的話:簡單地說不知道,長一點的答案:可能有很多事情,連我們的思維和意識都有可能存在其中。

這樣一切是這麼不可思議,但是這些問題阻止不了人類的思考,一個個猜想被提出來,試圖給人們答疑解惑。今天,籃之灣,為大家分解一下這三個匪夷所思的推理和假說。

史蒂芬 霍金

大爆炸「前傳」排行榜03:平行宇宙說

人們普遍認為大爆炸是宇宙一切的開始,事情發生在約138億年前,宇宙突然啟動,隨後空間和時間形成。大量物質和能量均勻分布在形成的空間和時間裡,並且相互作用影響著時間和空間。在大爆炸之前,宇宙可能含有無限的熱量,緻密的物質包裹在一起,並且在維持著穩定的狀態,知道某種誘因導致大爆炸發生。

大爆炸發生的一瞬間,產生了眾多的平行宇宙。類似一個放射性原子核在不斷衰變,吐出一個個α和β粒子。最初爆炸產生的宇宙,就是一個「母宇宙」,隨後產生了一個個「子宇宙」,從而形成了一個個平行的宇宙和被持續剝離的時空。

大爆炸

大爆炸「前傳」排行榜02:虛無理論說

就像我國古代的盤古開天地傳說一樣,也有人認為宇宙大爆炸之前是一個虛無的東西。著名理論物理學家——史蒂芬霍金就公開談到過,他說:宇宙在大爆炸之前發生的事情是無法衡量的,因此我們可以稱之為「不確定」。也就是說宇宙那時的狀態是無邊界狀態,也沒有我們所理解的時間和空間這些說法。

恆星,星系

我們可以想像:大爆炸前的宇宙處於一種「虛無」的混沌狀態,這種情況下沒有時間、沒有光、沒有空間、沒有物質,換句話說我們現在能看到的東西都沒有。因此,這個狀態被稱之為虛無狀態。物理學家卡羅爾說,要想像神一樣,想像自己可以站在虛空中,看著大爆炸之前緊縮的嬰兒般的宇宙,這個故事是極具吸引力的。隨著大爆炸發生,宇宙竟然沒有擴展到太空,而是空間本身擴大了。

卡羅爾認為大爆炸前的宇宙是量子力學的世界,不一樣的規則控制著「嬰兒宇宙」,所以會存在什麼表現,是超出我們的想像的。

大爆炸前的模擬圖

大爆炸「前傳」排行榜01:鏡像宇宙說

有科學家認為,在大爆炸之前還有其他值得考慮的事情。一個想法是,大爆炸不是時間的開始,而只是對稱的時刻。在這個假說中,在宇宙大爆炸之前,還有另一個宇宙,與這個宇宙相同,但是熵朝著過去而不是朝著未來增加。這兩個「鏡像宇宙」同時存在各自獨立運行,互不幹擾。

因此在這個鏡像宇宙中,時間將與現代宇宙中的時間相反,而我們的宇宙將成為過去。這個理論的支持者還暗示,在這個鏡像宇宙中,宇宙的其他性質也會被翻轉。例如,物理學家戴維·斯隆認為分子和離子的手性不對稱,在鏡像宇宙將是相反的方向,在我們的宇宙就是正常的。

混沌的宇宙

然而,有趣的是,「大爆炸」並不是萬物的開始,而是宇宙從收縮期轉變為膨脹期的時刻。這個「大彈跳」的概念表明,隨著宇宙的擴展、收縮和再次擴展,可能會有無限的大爆炸。鏡像宇宙也是類似,但是這些想法的致命問題在於,為什麼或正在膨脹的宇宙會收縮並返回到低熵狀態呢?

平行宇宙誕生

宇宙這位「大神」在發生大爆炸之前在做什麼?似乎是一個無解的問題,但是科學家們不以為然。我們可能認為無解,可能是因為目前還沒有辦法窺視大爆炸的瞬間,也無法搜集大爆炸的蛛絲馬跡,更不用說「穿越回去」一睹究竟了。隨著,引力波天文臺技術的不斷發展,類似引力波的物質和痕跡將被一一揭開,屆時人類也許會重新思考和改寫「大爆炸」前傳的故事。

相關焦點

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    在大約137億年前,我們很難想像整個宇宙整個宇宙作為奇點。大爆炸理論是試圖解釋宇宙形成主要理論之一,宇宙中的所有物質——所有空間本身——都以小於亞原子粒子的形式存在。一旦想到了這一點,就會出現一個更加困難的問題:在發生大爆炸之前存在什麼?大爆炸前存在什麼?
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    他們觀星測地,推演曆法,大膽質疑,究其宇宙的奧義。誰說芥子不能納須彌?渺小的人類,為什麼不可以理解萬物運轉規律呢?你看,宇宙就在那裡等著我們去發現。古語言「上下四方曰宇,往古來今曰宙」,我們從何而來?到了今天,或許我們有了一些確定的答案!宇宙從何而來?「上帝」說:「要有光!」,事實上,科學研究已經表明我們目前的宇宙來源於一場大爆炸!
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    到那個時候,不知道你會不會興奮期待呢?有很多人會為自己而困擾,會經常的問自我存在於宇宙的意義在哪裡?為什麼此時此刻恰好有一個我的視角在感知這個世界。如果說宇宙只有客觀視角而沒有主觀視角那會是什麼狀態呢?宇宙還有存在的意義嗎?
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  • 想知道138億年前宇宙什麼樣子嗎?中國科學家告訴你答案!
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  • 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。
  • 宇宙是大爆炸形成的,那麼大爆炸之前,世界又是一番怎樣的景象?
    宇宙是大爆炸形成的,那麼大爆炸之前,世界又是一番怎樣的景象?星辰大海,無邊的宇宙一直以來就是無數科學家所探求的極致。對於宇宙,有著太多太多的未解之謎。比如宇宙的形成,宇宙的膨脹以及宇宙的終結。這3大問題一直困擾著無數科學家,他們前赴後繼,想要尋求一個完美的答案,但是縱然有著巨大的腦洞,卻依舊無法解釋一些宇宙現象!今天我們就跟著筆者一起來看看宇宙的起源吧!筆者就用自己微不足道的方式,來解析一下整個宇宙的形成過程。當然,在這之前,我們還得了解一下著名的大爆炸理論。
  • 宇宙真的起源於奇點大爆炸嗎?答案可能遠比想像的要複雜
    有的只不過是各種猜想,而在眾多的猜想中,得到科學界普遍認可的自然是大爆炸理論。許多科學家認為,宇宙起源於138億年前的一次奇點大爆炸,而這個神秘的奇點被科學家定義為:宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,瞬間產生巨大壓力。簡單一點,奇點就是一個質量無限大,體積無限小的神秘東西。
  • 宇宙大爆炸發生後三十萬年究竟是什麼情景?看科學家怎麼說!
    後來彭羅斯與霍金一道將奇點的存在性證明推廣到更加一般的情況,包括早期宇宙。奇點的存在一直是物理學中的一個難題。好在我們這些在黑洞外部的人不必擔心,因為我們看不到它們,它們總是被所謂的視界包圍起來。視界很像我們在大海上看到的一個圓,也就是地平線,在這個圓之外我們什麼也看不到。1969年,彭羅斯提出了著名的宇宙監督原理,該原理保證任何時空奇點都會被視界包圍起來。
  • 大爆炸真的發生過嗎?科學家質疑宇宙的起源故事
    起源故事孰真孰假,被放棄的大爆炸,真相另有玄機大約在138億年前,一次事件產生了極熱且密集的中子和電子海。隨著時間的推移,這些粒子開始結合在一起,最終產生了一個原子——氫。之後氫也開始結合,並從宇宙的原始湯中慢慢形成恆星和星系。
  • 河圖洛書是最早的宇宙地圖,神秘無序的圖案,或隱藏宇宙終極秘密
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    圖中這則漫畫講述了凱文向跳跳虎建議 『可怕的空間災難』(Horrendous Space Kablooie)這個詞比大爆炸(Big Bang )用來描述宇宙誕生更為合適說來奇怪,宇宙大爆炸並不能被簡單理解為某處發生的大爆炸,普通爆炸發生後,物質猶如彈片般以各種速度向四面八方運動,在這種情況下,物質的運動速度幾乎是呈高斯分布--也就是速度越快
  • 四年級下冊第二單元習作《我的奇思妙想》,送你一雙會飛的翅膀
    四年級下冊第二單元習作《我的奇思妙想》是個非常美妙的題目,在有本單元幾篇課文打底以後,孩子們對於發明應該有了一定的興趣。有的孩子靈光乍現,立刻就想到了要發明的東西,有的同學怎麼想也不知道要發明什麼,這可怎麼辦呢?前者想到了要發明的東西很好,這說明孩子想像力非常豐富,只要按照下面老師搭好的框架一步步寫出來就很好了。
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    宇宙出生於「大爆炸」聰明的你肯定知道的對不對,但知道歸知道,你有沒有想過,是那個哥們提出來這個腦洞的,然後又用證據鏈證明了這個腦洞的。有了這個寶貝,愛因斯坦就想算算這宇宙是咋運行的,這一算可不得了,結果表明宇宙不穩定,宇宙中的每一個天體都將最終被拉向其他更大質量的天體,直到它們全部墜入同一個坑內。(就是大魚吃小魚,最後最大的那一條把大家都吃了,乖乖啊)這結果告訴我們,宇宙好像正在自我毀滅。這一定是個玩笑,因為我們並沒有觀測到宇宙正在自殺的跡象。
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  • 宇宙大爆炸開始那個「爆發點」在哪裡,那裡是宇宙中心嗎?
    很多人一直對宇宙大爆炸是怎麼炸的鬧不明白,總想找到宇宙起爆的那個點。宇宙大爆炸理論還是個正在不斷深究完善的理論,而且時空在奇點消失,更無法追溯到奇點之前,所以誰也說不太明白。但我們可以依據現有理論,試著討論一下。不要把宇宙大爆炸想像成一個爆竹那樣的炸開來。
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    那麼你可能想問:宇宙的一切來自大爆炸,那麼大爆炸又是來自哪裡?大爆炸理論存在的問題,以及暴脹理論如何解決這些問題當然大爆炸理論並不完善,在發展的過程中也出現了一些謎題,包括:宇宙最初的熱大爆炸狀態從何而來?
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    至少表面上是相當容易理解的:我們知道宇宙正在向各個方向膨脹,一些物理學家認為,一切開始的時候一定有個起始點。所有存在的物質都被壓縮成一個微小、熾熱、密集的奇點中,然後突然間爆炸變成了宇宙,並且一直在增長。不過,出人意料的是,這個目前普遍接受的宇宙起源理論的名字來源於一個人,而此人認為這個想法完全是胡說八道。