发布网友 发布时间:2023-12-24 13:20
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热心网友 时间:2024-02-12 11:45
宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸,这已经成为现代宇宙诞生论的标准答案,尽管也有很多的不同意见,但通过现代天文观测,大爆炸论能被证实的证据是比较充分的,当然我们今天不纠结大爆炸论的来历,而是大爆炸的奇点,都说宇宙诞生于大爆炸,那么请问奇点之前又是怎么样的世界呢?
从大爆炸到奇点!
从伽利略的《星空信使》开始,人类的宇宙观走入了一个全新的高度,哥白尼的日心说在伽利略的望远镜下得到升华,牛顿从开普勒和伽利略的基础上总结出万有引力定律,得以让漫天繁星有了相互之间的纽带!曾经牛顿认为宇宙的大小是无限的,他的理由很简单:
如果有限大的区域内集中了无数天体,那么它们之间的引力就会相互影响最终聚拢到一起,而现代宇宙繁星点点,各自相安无事,因此这个宇宙应该是无限大的。
根据现代宇宙观来看,这个观点是对的,但论据是错的,牛顿得出这个无限大的结论是理性思维的结果,战胜了他敬畏大自然的心理!当然除了牛顿以外还有一个人对宇宙的年龄做出了评估:
奥伯斯佯谬
奥伯斯认为宇宙中有无数星星,因此将会有无数的光到达地球,地球再无夜间而亮如白昼,但事实上并非如此,这是因为宇宙存在的时间不够久,牛顿无限宇宙中的星光还没有到达地球上,因此宇宙必定有一个年龄!
尽管基于牛顿错误论据中得出来的无限宇宙论,奥伯斯却推测出了一个宇宙年龄的问题,不得不说奥伯斯脑子很好使!但这些都是猜想,没有任何证据,下面我们给出一位可从他的公式中推导出宇宙命运的人士
爱因斯坦-广义相对论
1916年爱因斯坦发表的广义相对论中有一个描述宇宙时空状态的“万能方程”,这就是大家所熟悉的引力场方程,它小到可代牛顿的万有引力公式计算天体之间的引力,也可以大到计算宇宙的形状与命运
1922年弗里德曼假设了一个宇宙物质分布均匀的前提后,求出了宇宙可能的三个形状,但大多数情况下都是动态的,而随后哈勃观测证明宇宙正在膨胀,从而推导出宇宙的过去曾经处在相当致密的状态。
奇点的来历
在发现宇宙大爆炸预言的微波背景辐射后,BIG BANG说法开始占领全世界,霍金从黑洞的奇点论中得到了灵感,继而提出了宇宙大爆炸奇点的说法,宇宙开始于一个包含了整个宇宙的物质与时间以及空间的致密,高温的奇点!这就是从牛顿的无限宇宙观到霍金奇点论的始末。
奇点包含了什么?
上文我们说明了宇宙的开端奇点包含了整个宇宙的物质、时间与空间,似乎非常难理解,奇点包含所有物质已经匪夷所思了,居然还能包含时间和空间,是不是得解释一下?
无论是黑洞的起点还是宇宙的起点,都是物理定律失效的地方,但我们仍然可以在奇点之外试图进行理解:
广义相对论最精髓的思想就是替牛顿解释了引力的来源,最直接的就是解释了水星进动的问题,因为水星在太阳的弯曲时空中运行,所以才产生了牛顿万有引力无法计算的进动量,这表示广义相对论的时空观是正确的,质量弯曲时空,请注意是时空,而非只有空间!当这个质量达到黑洞的奇点时会出现一个事件视界!我们都知道那是黑洞的绝对势力范围。
那么当整个宇宙的物质都被压缩成一个奇点时,时空又会如何,说实话根本无法推测,但空间与时间以及质量一起出现在奇点内,我们似乎可以从物理学角度来考虑这个问题。
奇点之前是什么?
霍金并没有交代奇点的来历,因为从无限膨胀的大撕裂宇宙并不能推测出宇宙诞生之前的模样,因果律走到了最初的原点,而这个原点从哪里来,我们根本就不知道,因为这是宇宙诞生“以前”的事,而我们宇宙所有物质的历史源头,只能追溯到诞生那一刻!
当然如果宇宙的未来在膨胀到某一刻之后趋向于收缩,那么我们可以从中推测下宇宙的过去是是什么,因为这样的宇宙论支持一个循环宇宙,也就是说宇宙膨胀到某一刻,然后收缩,最终坍缩为起点,再次引发大爆炸,重新诞生一个新宇宙,如此周而复始!
此时我们可以告诉大家,奇点之前就是上一个宇宙,那么我们的宇宙未来发展趋势支持这个观点吗?似乎并不行,有几个论据:
宇宙的物质分布是各向同性的
宇宙的时空是平直的无限空间
宇宙正在加速膨胀
简单的说宇宙连一点想要再次收缩的意思都没有,而是直白的告诉大家,所有的一切未来将趋向于无限膨胀,宇宙似乎是一次性的,并没有打算周而复始!所以我们可以的告诉大家,奇点以前是什么,没有人能知道!这是一个答案吗?其实天文学上这样的答案有很多,我们找到一个答案的边界也是一个答案!