關於宇宙大爆炸的二三事

天文在線 發佈 2020-01-12T19:47:46+00:00

我們並不知道大爆炸之前是什麼樣。回顧宇宙之初宇宙大爆炸事實上不是一個爆炸。 事實是,我們並不確定什麼引起了宇宙大爆炸。

大爆炸之前有什麼?

你的問題很好。我們並不知道大爆炸之前是什麼樣。大爆炸「之前」這個問題並沒有它聽起來那麼簡單——要相信我們將來會解決這個問題的。

不過在我們回答你問題之前,我們先進行一次頭腦風暴。現在,讓我們回到140億年前的宇宙之初。

圖解:宇宙大爆炸並不像點燃的煙花或者是金屬碎片的爆炸,而是空間本身的快速膨脹。

回顧宇宙之初

宇宙大爆炸事實上不是一個爆炸。它不是像煙花炸開那樣屬於金屬碎片的爆炸,也不屬於任何物質;反而是宇宙本身的迅速膨脹。一開始,宇宙是非常小的。圍繞在我們周圍的東西組成了星系、恆星、星球,他們與人們相互融合又形成了著名的「奇點」。奇點的定義是指「時空中的一個普通物理規則不適用的點」。

不論什麼理由,奇點迅速膨脹形成了我們現在稱之為家的宇宙。

在快速膨脹之後,我們的宇宙開始冷卻——形成了著名的宇宙微波背景

圖解:宇宙大爆炸後留下的輻射告訴我們宇宙是如何開始形成的,也可能會引導我們認識宇宙之前的事情。NASA/WMAP科學團隊

如果是大爆炸形成了宇宙微波背景,又是什麼引起了宇宙大爆炸呢?


那麼,時間之前的時間呢?

你的想法指明了物理學中很重要的一個思想——因果關係。在世界中我們觀察身邊的事物,凡事有果必有因。舉個例子,一棵倒下的樹。可能是嚴重的風暴摧毀的,也可能是一個電鋸狂人的砍伐。

假使你進入到原子的量子世界(一切都是微小的),你就會有完全不同的看法。在量子的世界中,有結果沒原因。

圖解:我們宇宙的時間線。——NASA/WMAP科學團隊

很久以前,我們的全部宇宙是微觀的——就像是一個原子。在微觀世界裡因為一些結果的發生是沒有什麼原因的,所以很可能宇宙大爆炸的發生也是同樣找不到原因!

事情開始變得越來越奇怪了。大爆炸之前時間也可能不存在。所以或許就沒有意義去探究「之前」都發生了什麼。就比如問:「在地球上北極點的北邊在哪」事實是北極點就是地球的最北端,所以就沒有更北邊的地方。

圖解:一隻聰明的北極熊可能已經解決了「北極點的北邊是什麼」這個難題。——美國海軍照片由首席約曼·阿方索·布拉格斯拍攝

但是如果大爆炸發生之前真的有什麼存在又將會怎樣呢?

萬物伊始回歸本源

一些科學家宣稱我們的宇宙是另一個宇宙死亡坍塌循環後的結果。這就是著名的「大反衝」理論(the big bounce).坍塌宇宙會回到奇點狀態然後再反彈出去,進而引發宇宙大爆炸形成一個新的宇宙。

在那種情況下,重力不僅要阻止宇宙的延伸,而且匯聚一切使之形成奇點。不幸的是,目前的觀察研究表明,我們的宇宙並不會按著這種走向發展,因為它向外延伸的速度要比之前更快。

亦或者我們的宇宙是在黑洞的另一側盡頭處,我們稱之為「白洞」。我們假設黑洞的對面就是白洞,白洞是釋放物質到空間中而不是像黑洞一樣在吸收物質。

我們的宇宙真的在黑洞的盡頭一側嗎?

也可能我們的宇宙是從一個更大的宇宙中像泡泡一樣從中分離出來的!早期得宇宙微波背景圖像表明剩下的輻射並不是一成不變的,而是會有一塊一塊的最終匯聚在某個區域。一些研究我們宇宙是如何開始的宇宙學家認為我們的宇宙是多元宇宙中眾多宇宙之一。

事實是,我們並不確定什麼引起了宇宙大爆炸。也許你就是最終回答這個問題的人,如果你有發現,可以第一時間與我們分享嗎?

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. theconversation-海苔色

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