宇宙大爆炸之前的樣子你知道嗎

我們自己真的很難想象137億年前宇宙的樣子,因為那時,宇宙只是一個奇點。關於宇宙的起源,宇宙大爆炸理論有一個主要的競爭者。 這一理論表明,宇宙中所有的物質和空間本身都以比亞原子還小的形式存在。

然而現在一個更難的問題出現了:宇宙大爆炸之前,有什麼東西存在?

二十世紀初,愛因斯坦得出了一個和廣義相對論非常相似的結論。我們只需要考慮質量對時間的影響。一個星球的巨大質量會使使時間彎曲,這導致了地球表面執行的時間比衛星軌道上的時間要稍微慢一些。而這種速度間的差異太小,人們通常感覺不到。但和獨自站在空曠田野裡的人相比,時間對於站在巨大岩石旁邊的人而言執行的更慢。

基於愛因斯坦的研究,比利時宇宙學家Rev。 Georges Lemaître在1937 年發表論文稱: 宇宙最初是一個奇點,是大爆炸導致了宇宙的擴張。

然而,根據這條邏輯線索,這篇文章的標題是有瑕疵的。因為時間是隨著宇宙這一奇點漸漸擴張成了現在的大小和形狀才誕生的。

事情到此為止了嗎? 遠遠沒有。關於宇宙的困惑永遠不會停息。在愛因斯坦去世後的幾十年後,隨著量子物理的發展和一系列新理論的提出,關於大爆炸前宇宙是什麼樣子的問題又捲土重來。 讓我們看看下面的幾種假設吧。

現在的宇宙是從之前的宇宙噴發出來的嗎?

如果我們現在的宇宙是另一個更古老的宇宙的後代怎麼辦呢?有些天體物理學家認為這一切都和宇宙微波背景輻射有關,所謂的宇宙背景輻射指的是

大爆炸產生的殘留物仍然對現有的宇宙產生熱輻射

天文學家在1965年首次發現了宇宙微波背景輻射的存在,這很快引出了人們對宇宙大爆炸理論的疑問。此後人們一直在探究相關問題,並於1981年創立了宇宙暴脹理論。這一理論聲稱,宇宙在存在之初的一段時間裡經歷過急速的擴張。同時,這一理論還認為溫度和密度波動也會對宇宙微波背景輻射產生影響,但溫度與密度的波動應該是統一的。

然而事實並非如此。最新的測繪結果表明,宇宙內部是不平衡的,有些區域密度和溫度的波動比其它區域更大。有些宇宙學家把宇宙內部的不平衡看作是一種支援性證據,證明現在的宇宙是從古老的“母體宇宙”中噴發出來的。加州理工學院研究員Adrienne Erickcek就持有這種觀點。

在混沌暴脹理論中,這一概念更深入。這一理論認為

宇宙是不斷膨脹的泡泡,每個泡泡都會衍生出一個新的宇宙,而每次新宇宙的誕生又會帶來無數泡泡的膨脹。

其他模型仍然圍繞著大爆炸前的奇點本身而形成。 如果把黑洞看作是宇宙的垃圾搗碎機,那麼它們進行的是主要的壓縮工作。因此,

我們暴脹的宇宙從理論上說可能是一個從另一個宇宙的黑洞中輸出的“白洞”

。 所謂白洞是一個假設的實體,其功能和黑洞相反,旨在散發出能量和物質,而不是把物質和能量吸入洞中。把白洞當作是一個宇宙的排氣閥就好。有些科學家提出我們的宇宙可能就是從黑洞中誕生的,並且我們宇宙中的每一個黑洞裡都可能包含著其它獨立的宇宙。 然而,有些科學家卻認為宇宙的誕生不是因為大爆炸,而是因為大反彈。

宇宙大反彈

很早以前,印度中世紀宗教哲學家認為宇宙處在一個無盡的迴圈中,總是在不斷地創造和毀滅。 原先,宇宙的質量是無差別的,後來卻漸漸演變成我們看到的複雜現實。之後,宇宙會自我毀滅,再次創造出一個新的宇宙。

一些當代的科學家和印度哲學家達成了驚人的共識。有些科學家不認同大爆炸理論,而是相信宇宙按照一定的週期膨脹和收縮,每次都在收縮到特定的大小後,再反彈回來。在大反彈理論中,每個迴圈都會從小而光滑的宇宙中開始,但這種宇宙又不像奇點那麼小。宇宙會漸漸擴大,變得更加厚重,其中的時間也會變得越來越彎曲。最終,宇宙在臨界點崩潰,漸漸平滑之後後又縮小到最初的大小,接著新的迴圈又會開始。

為了讓大反彈理論起作用,我們必須在由英國物理學家Roger Penrose和Stephen Hawking所提出的奇點定理中找到相應的方法。根據奇點定理,一個正在收縮的宇宙會一直縮小,直到成為奇點為止。在這期間質量巨大的星體會逐漸死去,最終被壓縮,形成黑洞。而大反彈的理論模型基於這樣的想法:即負能量會抵消重力,逆轉宇宙的崩潰。這也就是說,宇宙和時空會一次又一次地被撕裂。

這些收縮和擴張的迴圈大約會在每一萬億年重複一次。

大回彈理論與西方文明現實主義的觀點有所分歧, 因為它承認時間事實上先於宇宙而存在。

但是,無論科學家認同的是大爆炸理論還是大反彈理論,現有宇宙存在之前到底存在著什麼仍然是一個開放性的問題。也許,什麼也不存在,也許存在著其它的宇宙或者是現存宇宙的不同版本,也可能存在著一片宇宙的海洋。每種假設都遵循著不同的定律,也呈現著不同的物理現實。

在你的眼中宇宙又是什麼樣的呢?

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