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宇宙的大爆炸是怎么来的,在大爆炸之前发生了什么事?

在人类出现以前,恐龙漫步于地球上;在地球形成以前,它只是一大团由气体和尘埃构成的星云,漂浮于宇宙中。而在宇宙诞生以前……这是一个耗费科学家们大量心血的问题。虽然我们不知道在孕育宇宙的大爆炸之前发生了什么,但科学界最具智慧的科学家们已提出诸多引人注目的理论。

时间诞生之前的时间

尽管科学家们的观点有分歧,有时甚至相去甚远,但他们基本都同意,至少大爆炸是真实发生过的。大爆炸理论认为,宇宙起源于一个具有无限引力和无限密度的点,即奇点。之后,在远小于万亿分之一秒内,奇点爆炸,其体积以快于光速的速度成倍增长,这种现象被科学家们称为暴胀。(通常,任何事物的移动速度都赶不上光速,但这是空间本身的爆炸,因此可以违背定律。)

宇宙的大爆炸是怎么来的,在大爆炸之前发生了什么事?

就这样,大爆炸发生了,引发连锁反应,于是有了现在的你。但我们关注的是在大爆炸之前发生的一切。究竟是什么创造了奇点?一个能长久立足的解释应当解决科学家们困惑已久的几个问题。其中最权威的解释是什么?即宇宙具有极低的熵。熵是用来形容混乱程度的术语。比如,冰块的熵很低,因为其中的水分子有序排列。一旦冰块融化,这些水分子也就无法自发重构为冰块。一切事物都朝着无序的方向发展,这种发展是不可逆的。但倘若如此,宇宙应当分布着杂乱无章的亚原子颗粒。原子是如何形成分子的?由气体和尘埃组成的星云又如何构成恒星、行星和星系?唯一的解释便是宇宙在初生时的熵比现在的低。但是如何演变的?

主流理论

以下是几种关于大爆炸之前发生了什么的主流理论。

宇宙的大爆炸是怎么来的,在大爆炸之前发生了什么事?

一个更古老的宇宙坍缩形成奇点,奇点产生了现在的宇宙。这一观点称为大反弹理论,由普林斯顿大学的研究员罗伯特·迪克(Robert Dicke)和詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)在20世纪六十年代率先提出。该观点的部分支持者认为,宇宙无边无际,且处于坍缩与爆炸的循环之中,永无止息(这意味着我们只能坐等下一次坍缩)。该观点的批评者认为,熵定律使宇宙无法坍缩为一个奇点后重新爆炸,而支持者也承认,需要引入新的物理定律才解释得通。但如我们所见,许多有关大爆炸前的理论都是如此,本文由奇趣网(www.m414.com)搜集整理。

宇宙在受某种力量驱动之前,一直处于休眠状态。这一观点认为,大爆炸前的宇宙是一个渺小、扁平且高压的空间,这个空间是相对稳定或稳定的,直到其发现了一种更稳定的状态——如同用纸牌搭建的房子可能永远岿然不动,直到一阵微风穿透它。在某一时刻,“微风”的确穿过这一空间。于是空间失去亚稳状态,并暴胀成为我们所知的宇宙。这一理论没有打破熵定律,但同样没有解释当前宇宙的熵问题。

多重宇宙理论

奇点从未存在,相反,宇宙中的所有能量都受空间结构的约束。这一观点被称为暴胀假说,其认为,在所谓“暴胀区域”(此处并无排版错误)内发生的波动导致区域某个小角落的能量剧烈膨胀,使得区域急速扩张。这一指数型的急剧扩张会以原初引力波的形式留下证据——不是2015年激光干涉引力波天文台(LIGO)检测到的那种强烈引力波,而是其他探测工程(包括BICEP2实验)孜孜以求的宇宙微波背景之下的细微“涟漪”。我们也许还未找到这一理论的支撑,但大部分宇宙学家认为其能最合理地解释宇宙的低熵和其他一些宇宙异象。

宇宙的大爆炸是怎么来的,在大爆炸之前发生了什么事?

我们的宇宙只是多重宇宙中的一个。这一理论是暴胀假说的分支,其认为,引起暴胀的元素同样创造了一系列更小型且低熵的宇宙。但很遗憾,所有宇宙之间彼此封锁,因此我们永远无法探测到这些宇宙。由于一些显而易见的原因,这一理论并不能使部分科学家满意。

到头来,我们可能无法确切了解宇宙的诞生过程,但宇宙学家并不因此止步。大量的工作仍在开展,以期至少能深入认识大爆炸前的宇宙,而其中最强有力的假说将脱颖而出。

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