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宇宙诞生前奇点存在多久,如何出现,什么力量推动它发生爆炸?

何谓奇点

奇点是大爆炸宇宙学推断出来的一个结论,是根据宇宙膨胀的速率,反推回去,就得到过去的宇宙比现在的宇宙要小,一直推到尽头,只能得出宇宙诞生那一刻,所有物质都是挤在一起这个结论,这就是奇点的来源。

因为奇点无限小,小到普朗克尺度以下,无法用人类现有的尺度来衡量,这样人类现有知识就无法探究奇点内部的状态,科学界标准的说法就是“现有理论在奇点处都失效”。由于无法衡量体积,也就是无限小的这个点,却包容了整个宇宙质量和能量、温度,因此这个奇点就只能用“密度无限大、热量无限高、曲率无限大”来形容。

因此我们可以看出,所有的无限,都起源于那个无限小,因为无限小,就无法衡量密度和热量,这样就推导出其余的无限。但曲率无限大是以质量为前提的,是有范围约束的。因为曲率就是质量扭曲空间度量,表现为引力,这个曲率影响范围是和质量成正比的。

宇宙奇点与黑洞奇点的区别

宇宙奇点可以说是无限大,因为人类认识的所有事物都是在宇宙中,不会超出宇宙之外,因此所有事物都包含在宇宙曲率之中,而宇宙曲率就是奇点曲率。这也是人类永远无法突破宇宙,甚至无法观测到宇宙边际的原因。因为我们都处于这个无限曲率中,连光线也是弯曲的,依靠光来观测的人类当然就永远也无法看到宇宙边际。

黑洞中心也有个奇点,这个奇点的性质与宇宙奇点差不多,只是质量相对宇宙要小多了,因此其无限曲率影响范围也就要小很多。一个太阳质量的黑洞,其围绕着奇点形成的球状无限曲率影响半径为2952米,这个球状空间被称为史瓦西半径,或者叫事件视界。

所谓无限曲率,就是一旦进入这个范围,一切都化为乌有,连光也无法逃脱。因此以事件视界为边界,里面是看不到的,外面是可见的。黑洞的质量、角动量、电荷对外界的影响,就是通过这个边界让人们看到,这就是黑洞可以被人类观测的原因。

奇点来源猜想

虽然奇点是现代科学所无法探究的,但随着量子力学的发展,对宇宙大爆炸前的状态有了一些猜想。这个猜想来自量子力学著名概念:海森堡不确定性原理。这个原理认为,对于粒子世界,人们无法同时同时确定它们的位置和动量。这个理论被证实是量子世界的一个规律。

这样就得出一个结论,任何情况下,粒子都无法静止下来,即便当温度降低到绝对零度也如此。因为如果这些粒子能够停止下来,就能够同时准确知道其动量和位置,这就违反了不确定性原理。

这就衍生出绝对真空中,也就是在宇宙大爆炸前处于绝对零度的零时空中,依然存在着巨大的本底能量,这些能量被称为真空零点能。这些能量以虚粒子对的状态不断涌现,它们处于正反粒子基本对称平衡状态,瞬时出现又瞬时湮灭,量子力学称其为充满了海森堡不确定性原理的量子随机涨落。

这些不断涨落着的粒子对,就是所谓的奇点。它们随机出现又迅速湮灭,如果一直这样,一切都是完美平衡的,就不会出现我们的世界了。可惜,在这些看似完美的基本平衡涨落中,总有那么一些不安分的粒子没有被湮灭,也就是出现所谓对称性破缺,某个没被湮灭的粒子就脱颖而出了,成为了爆发形成我们宇宙的就成为形成我们宇宙的“奇点”。

这个“奇点”急速膨胀开来,经历了138亿年的扩张,就形成了今天的宇宙,这就是奇点的由来。根据这个理论,出现对称性破缺的“奇点”绝非我们宇宙一个,因此除了我们宇宙之外,很可能还存在着其他的宇宙,甚至无数个宇宙,这就是多重宇宙的来源。但这别的宇宙是我们永远也看不到的,因为我们只能永远“困”在自己的宇宙中。

什么奇点会爆炸?

奇点在大爆炸前存在多久?其实它根本不存在,或者说是一瞬间出现的,所谓大爆炸就是没有湮灭的虚粒子膨胀开来的一种表述。只要没被湮灭,这个充满能量的奇点就必须膨胀,这是其自身性质的必然趋势,没有为什么。

普朗克尺度是量子力学认为人类可认知的最小尺度,这个尺度定义为1.6*10^-35米,这个尺度比电子还要小20个数量级,也就是小1万亿亿倍。而奇点比这个还要小,小多少没人知道。很多人就会说,这么小的一个奇点,会蕴含那么大的能量?能够爆炸出这么多的星系和天体,还有暗物质、暗能量?

是的,这就是许多人不相信大爆炸宇宙论的原因。要说清楚这里面的理论很复杂,即便说了,很多人也不懂。其实有很多我也只知皮毛,但科学就是这么奇妙,能够通过各种人类共识的数理化理论,从已知推断出未知,形成理论,并且用这个理论来解释世界才能够解释得通。

大爆炸理论就是这样出来的,而且经历了一百多年科学界的质疑检验和论证,现在越来越成熟,几乎所有的宇宙现象都符合这个理论的预测。根据大爆炸宇宙理论预测,人们发现了黑洞、引力波、宇宙微波背景辐射、时空弯曲、引力透镜等等,这些都印证了大爆炸理论的正确,由此,这个理论已经成为主流科学界公认的标准宇宙模型。

当然,关于奇点以及奇点以前的状态还处于猜想阶段,而且很可能永远都处于猜想,因为人类永远无法观测和证实奇点之前的事物。以上的描述都是基于现代科学常识认知,本人只是尽量用通俗语言说得更明白些,没有夹杂个人的胡思乱想,我反对那些凭着吃喝拉撒常识胡乱猜想或反智反科学的言论。

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