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宇宙是怎么诞生的,大爆炸是如何发生的?

十八世纪下半叶,一场不逊于第一次使用火焰的生产力变革,将文明推上了发展的高速路。在这短短数百年的时间里,不仅生活方式发生了天翻地覆的改变,对世界的认识也远比以往更加深刻。

例如在教会神学统治时期,人们认为地球是宇宙的中心,一切事物全部围绕着地球运行。而现在,我们知道地球不过是一颗普通的行星,宇宙中像地球这样的行星数量根本无法用数字去统计。

随着研究的不断深入,甚至发现银河系之外竟然还有着极为广阔的区域,那漆黑的宇宙空间里还隐藏着极多人类尚不知道的秘密。

宇宙是怎么诞生的,大爆炸是如何发生的?

当然了,相比宇宙中各种天体隐藏的秘密,还是宇宙本身的秘密更吸引人一些,尤其是关于宇宙的起源问题。

古罗马哲学家卢克莱修·卡鲁斯修曾说过:“无中不能生有”。其实卢克莱修的话非常正确,因为按照能量守恒定律,能量不会平白无故的出现,同时也不会没有痕迹消失无影无踪,它只会发生形式或存在方式上的改变。但无论怎么样转变,它的总量一定是保持不变的。

按照目前主流的宇宙起源理论来看,宇宙起源于一个炙热奇点的爆炸,正是这场惊人的爆炸,才形成了今天繁茂的宇宙空间。

问题来了,如果大爆炸理论就是事实,那引发这场爆炸的能量从何而来呢?总不能是凭空出现的吧,它肯定会有一个“源头”,这个所谓的“源头”究竟在哪呢?

事实上,可能和大多数人想的不一样,从某些角度来看宇宙确实是凭“空”出现的,并且着一点不违背能量守恒定律,为什么呢?科学家的解释或许会让你恍然大悟。

根据研究,宇宙中的能量一共可以分为三类:第一个是动能,也就是粒子运动产生的能量。第二个是静止能量,也就是和所有粒子质量有关的能量。第三个则是引力势能,也就是所有粒子相互吸引而产生的能量。

宇宙是怎么诞生的,大爆炸是如何发生的?

在物理中,静止能量和动能是正的,而粒子之间产生的引力势能却是负的,这又是怎么一回事呢?

万有引力定律指出,宇宙中任意两个物体之间,其实都存在着相互吸引的力,哪怕是一栋大厦和一片树叶。此时为了将两者分开,克服彼此间的吸引力,就需要从外部向内部提供正能量。

就像想将质量庞大的火箭送入宇宙,就必然和必须使用大量的高效燃料,以克服火箭因为地球引力而产生的大量负势能。

有着“宇宙之王”美誉的物理学家霍金曾在《时间简史》中指出,在所有物质分布相对均匀的宇宙空间中,负能量和正能量能够“恰好”的抵消,使得宇宙中总能量等于0。

简单来说,宇宙诞生这一动态过程其实并不是无中生“有”,而是颠覆人类正常认知的无中生“无”。

可按照这样理解的话,一些新的问题就会产生了:能够孕育宇宙的“无”究竟是什么呢?宇宙没诞生之前又是什么样的呢?想要知道这一系列问题的答案,我们首先要从宇宙的大环境说起,本文由奇趣网(www.m414.com)搜集整理。

看了这么多的科普读物,相信大家都知道宇宙中除了恒星、行星等天体之外,大部分的地方都是真空。

其实和你想象中的不同,宇宙的真空并非真的“空”,在看似空无一物的空间中还有无数仿佛幽灵一样的粒子,它们会在瞬间出现又会在瞬间消失。

宇宙是怎么诞生的,大爆炸是如何发生的?

为了将可观测的实物粒子进行区分,科学家们将这种几乎无法直接观测的粒子称为“虚粒子”,而虚粒子出现又消失的过程,就是量子力学中常提到的“真空量子波动”。

因为虚粒子属于是一种假想粒子,它不必具有和对应实粒子相等的质量,所以根据海森堡测不准原理,允许虚粒子不守恒能量和动量,而它存在的时间越长,特征就越接近实粒子。

量子场论指出,我们当前所在的宇宙正处于“真”真空状态,而与这种状态相对应的,是宇宙诞生之前的“伪”真空态。

在伪真空中,同样具有真真空中的量子波动,虽然这些量子波动普遍持续极短的时间,但是别忘了无限的空间中蕴含无限的可能,一旦某个位置的量子涨落时间够长,就会将这个伪真空“激活”。

由于量子隧穿效应,激活状态下的伪真空极为不稳定,极易发生衰变从伪真空变成真真空,从而将大爆炸的引线引燃,发生我们已经熟知的宇宙大爆炸。

亚利桑那州立大学教授、物理学家保罗·戴维斯(Paul Davies)认为,庞大的能量被“挤”在伪真空中,而庞大的能量代表着极高的质量,一立方厘米伪真空的质量,甚至比目前可观测宇宙的质量还要大很多倍。

在具有巨大能量的同时,与之对应的还产生了巨大的负压力,这种压力在爆炸发生时转变成了强大的斥力,使得真真空在比“瞬间”还要小极多的时间中膨胀了10^26倍。

由此,包含无数物质、神秘瑰丽的宇宙便诞生了,我们的无数历史、爱恨情仇,全部都在这片波澜壮阔的浩瀚空间中。

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