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万利网上娱乐场-宇宙大爆炸,是谁放了个大大的烟花吗?

发表于 2020-01-11 13:39:56 | 阅读量 2606

万利网上娱乐场-宇宙大爆炸,是谁放了个大大的烟花吗?

万利网上娱乐场,孩子们总是满怀好奇,为了帮助爸爸妈妈们回答这些包罗万象稀奇古怪的疑问,童学馆开启了“好奇的孩子”专题。

璀璨星空,天文奇观,宇宙无时无刻不向我们展示着它的美。浩瀚的宇宙,究竟是如何诞生的呢?

大爆炸前,宇宙中有什么?

提问者:ethan,10岁,悉尼

解答者:jake clark,belinda nicholson,josh calcino,南昆士兰大学

实际上,目前我们还不能完全确定大爆炸发生前,宇宙是怎样的。“之前”这个概念,可不像听起来这么简单。

我们不妨先回到大约140亿年前——宇宙开始的时刻。

宇宙起源的快速回顾

其实,宇宙大爆炸和爆炸本身没什么关系。宇宙大爆炸不是烟花那种金属碎片式的爆炸,也不是任何物质发生了爆炸,而是空间本身的膨胀。

宇宙大爆炸和烟花爆炸有本质的区别。图片来源:alex sims / wikimedia commons

起初,宇宙极其小。现在天上的星系、行星、恒星,还有其他一切物质,都被挤成扁扁的一个点,这就是“奇点”(singularity)。人们通常将“奇点”定义为一个时间—空间点,在这个存在又不存在的点上,目前所知道的经典物理定律全都失了效。

基于某种原因,奇点开始膨胀,发展成我们现在生活的宇宙。

迅速膨胀过后,宇宙开始不断冷却,留下了“宇宙微波背景”(cosmic microwave background)。

宇宙大爆炸留下的宇宙微波辐射背景告诉我们宇宙的起源,或许还能指引我们探寻宇宙诞生之前的情况。图片来源:nasa

既然宇宙大爆炸导致了宇宙微波辐射背景的产生,那又是什么引起了宇宙大爆炸的发生呢?

时间产生之前

细心的你会发现,我们生活的世界,万物有果必有因。例如,一棵树倒了,有可能是暴风把它刮倒的,也可能是有人把它砍倒了。

但如果把视角缩小到原子(构成万物的基本要素),你会发现大有不同。量子世界里,结果的产生可以不需要任何原因。

在极其遥远的过去,整个宇宙极小无比,就像一个原子那么大。既然在微观世界里,原因并不是产生某一结果的必要条件,那么很有可能宇宙大爆炸没有任何起因,就是这样发生了。

在宇宙大爆炸前,时间有可能不存在。因此,宇宙大爆炸“之前”到底发生了,这就很难说了。这就好比你在问“北极点的北边是地球的哪里”一样,北极点已经是地球的最北端了,所以没有比它更北的地方。

北极熊中可能已经解开了“北极的北边是地球的哪里”这一谜题。(误 图片来源:chief yeoman alphonso braggs

不过,假使宇宙大爆炸前确实有物质存在且发生了什么,将会怎样?

开启“开始”

一些科学家提出“宇宙大反弹”(the big bounce)理论,认为一个大坍缩结束后,另一个大爆炸又会开始,循环往复。我们现在的宇宙就在爆炸和坍缩间摆动——坍缩的宇宙在“反弹”前将会重回“奇点”状态,再次引发“大爆炸”,重新诞生一个全新的宇宙。这样一来,重力不仅要防止宇宙过度膨胀,还要把所有物质拉回到一个点上。

然而,目前的观察结果显示,我们的宇宙不会遵循这条发展路径,因为宇宙现在膨胀的速度比以往任何时期都要快。

“宇宙大事年表”——从大爆炸至今,宇宙已经膨胀了大约137亿年。图片来源:nasa

或许,我们生活的宇宙是黑洞的另一端,即“白洞”——广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。“白洞”目前还只是一种理论模型。与黑洞相反,白洞向外部区域喷射物质和能量,而不是吸取。

又或许,我们的宇宙来自于一个更大的宇宙。前文提到的宇宙微波背景辐射显示,并不是所有区域都是均匀分布的,某些区域是有隆起的。一些研究宇宙起源的学者提出了“多宇宙论”,认为我们生活的宇宙只是众多宇宙中的一个。

事实上,我们真的无法百分之百确定是什么引发了宇宙大爆炸。当然,你或许就会成为揭开这一谜题的第一人呢。

本文来自果壳童学馆

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