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小时候你会问 , 这个世界是从哪来的?
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而暴涨是迄今为止最接近这个问题源头(而不是完全扯淡)的玩意了(alternative还有 string gas,bounce模型等等 , 但暴涨模型是目前唯一具有预言能力的) 。 本答案致力于从直觉上描述暴涨理论 , 并不涉及其背后的物理 。
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什么是宇宙大爆炸理论
爆炸之初 , 物质只能以电子、光子和中微子等基本粒子形态存在 。 宇宙爆炸之后的不断膨胀 , 导致温度和密度很快下降 。 随着温度降低、冷却 , 逐步形成原子、原子核、分子 , 并复合成为通常的气体 。 气体逐渐凝聚成星云 , 星云进一步形成各种各样的恒星和星系 , 最终形成我们如今所看到的宇宙 。
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现代宇宙学认为:
a. 宇宙是各向同性且去中心化的 。
即不存在一个特殊的宇宙中心 , 在宇宙内任意位置向任意方向观察 , 看到的宇宙是基本一样的 。
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b. 宇宙在有人类观测记录的这几百年间都在膨胀 。
“在膨胀”的意思就是 , 心理学时间箭头(以人对过去未来的感知为时间的定义)和宇宙学时间箭头(以宇宙的大小作为时间的定义)方向一致 。
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c. 宇宙的可知过去一直在膨胀 。
反过来说 , 如果我们把时间向回追溯 , 宇宙就一直在缩小 , 直到某一刻宇宙密度极大(根据绝热膨胀理论或者一般叫打气筒升温原理 , 温度也就极高) , 以至于已知的全部物理定律失效 , 于是这一时刻就是人类通过它们已知经验能推测出的最早历史 。
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注意 , 如果假设今天的宇宙是无限大没有边界的 , 则“宇宙大爆炸”刚刚开始时 , 其体积仍然是无限大 。 一个常见的误解是:既然叫“爆炸”那么必然有一个特殊的初始爆点和宇宙其他地方不同 。 这是错误的 。 因为这里讨论的是宇宙本身 , 是一切空间本身的膨胀 。 宇宙不是从一个点开始膨胀 , 而是不可知大的空间中的所有点一起膨胀 。
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d. 这一膨胀过程的早期很可能经历了一个膨胀速度特别快的所谓“暴涨”时期 。
这四个结论合起来大概就是一般人所说的“大爆炸理论”了 。 其中前三个一般天体物理学家会认为把握比较大 , 而最后一个结论有理由也有风险 。
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如果总结以上全部回答为一句话 , 就是:
在标准宇宙学理论框架下 , 宇宙大爆炸是一个必然的推论 。 但是标准宇宙学框架本身不一定正确 , 甚至很可能不正确 。
有很多证据反对目前的标准宇宙学模型 。 现在的情况是很难区分那些反对的证据是仅仅“暂时没有给出好的解释“还是确实的”证否“ 。 而一个理论是否易被证否是衡量一个理论可信度的标准(比如上帝的存在不可能被证否那么这个理论也就没有科学意义) 。分页标题#e#
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大爆炸前的宇宙是什么的样子呢?
按照量子理论 , 宇宙不可能永远保持在最小尺寸 , 它有一定的概率会自发塌缩 。 尽管这个概率非常非常小 , 但由于暴涨前的时间是无穷的 , 因此再小的概率也必然会发生 , 换言之 , 如果我们生活在一个涌现宇宙中 , 它就不可能永恒存在过 。
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如果宇宙的开端来自量子效应 , 那么量子理论必定在宇宙开始之前就业已存在 , 于是问题来了:那量子理论又从何而来呢?我们不知道 。
宇宙或许就像一片永恒沸腾的海洋 , 每一处都不断有气泡出现和扩张 , 而我们就处在一个137亿年前产生的大气泡中 。 空间是指数暴涨的 , 随着时间的流逝 , 真空的体积会变得极其庞大 。 如果有更多其他宇宙泡泡存在 , 我们称之为宇宙的这个真空泡 , 就不太可能是早期形成的 。 因此真正的开端很可能远到天荒地老 , 远到不可能在我们这个宇宙中留下任何印记 。
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总结
宇宙大爆炸是通过物理学理论一个步骤一个步骤的推演而来的 , 不是非专业人士脑中随便产生的一个猜想 。 因此是具有科学上的可靠性的 。
【宇宙|大爆炸前的宇宙是什么样的?大爆炸是真实存在的吗?】
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但是大爆炸理论的含义仅仅限于物理定律仍然适用的能量和尺度范围(至少要大于普朗克尺度) , 并不涉及普通人可能认为的数学上真正的无穷小的奇点 , 因为此前物理定律已经不适用了 , 不存在科学推论 。
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当我们讨论到宇宙的诞生时 , 没有人能够真正确定最开始的状态是什么样子 。 最终的状态很简单 , 就是普朗克时期结束时 , 宇宙历经暴胀 , 然后形成了星系和星团 , 但是没有人知道关于宇宙初态哪怕是最模糊的概念 。
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期望
现在人们的知识理论体系都是在宇宙之内大爆炸之后 。 当超过这个限定以后 , 这就更是一个哲学问题而不是一个物理问题 。 就像很多人都提过的 , 其实时间在宇宙中也不是一直是一个自变量 , 也会根据广义和狭义相对论而有不同的变化 。
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所以 , 时间也是基于物质的 , 在宇宙大爆炸之前 , 时间也是不存在的 。 因为这些未知的问题 , 很多人都倒向了宗教 。 当然 , 并不是说宗教就一定是错的 。 只不过 , 因为科学的进步 , 越来越多的未知可以被解释了 。
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也就是说 , 给宗教的空间也越来越少了 。 宗教存在的问题是它们太具有局限性 。 所以 , 尽管这个世界本质的问题现在科学解释不了 , 但是人们应该对未来抱有信心 。
如果想了解更多与科学有关的知识 , 可以关注我哦(⊙o⊙)!
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来源:(绿水煎茶)
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标题:宇宙|大爆炸前的宇宙是什么样的?大爆炸是真实存在的吗?