为什么会发生宇宙大爆炸呢?
宇宙从何而来?这个问题对于我们来说或许永远没有答案,因为人类的历史对比宇宙的时间尺度来说太过渺小,虽然科技在不断的发展,但是想要真正地了解宇宙还是有很多困难的,最近有读者询问了一个有趣的问题,为什么说宇宙诞生自一场大爆炸,有没有其他可能性呢?
下面我们就来讨论一下,从人类现有的物理知识来看,宇宙是如何诞生的,除了大爆炸理论之外当然存在其他理论,因为大爆炸理论也没有被百分百肯定,毕竟一百多亿年过去,这么漫长的时间宇宙或许发生过很多次变化,我们的任何猜测都会存在偏差。
现在“宇宙大爆炸”已经成为了常识性的理论,也是最被认可的,但是这个理论刚刚被提出来时整个科学界都不看好这个理论,因为当时的科学家正处于最大的变革时代,达尔文的进化论思潮冲击着全世界的传统观念,因此所有的科学家都抵制传统的看法,如果宇宙大爆炸理论成立,那么就是说宇宙存在一个“起点”,这和传统的神创论类似,因此大爆炸理论遭到了轻视。
这个时间段普遍的观点都是认为宇宙是“无始无终”的,也就是没有开端也没有结束,从现代物理学来看,这个观点也是不成立的,因为宇宙中的一切都会从有序变得无序,从热变冷,从密集到稀疏,也就是我们常说的“熵增”,因此宇宙肯定会有一个开端,或许也会有一个结尾。
在宇宙红移现象被发现后,科学家在改变了自己的观点,随后1948年伽莫夫提出了大爆炸理论的雏形,宇宙的开端是一场爆炸才渐渐被大家接受和认可,从这个事件就可以看出来,科学最重要的就是创新精神,任何时候都不能用常识来看待宇宙,毕竟我们的知识体系建立在地球上,宇宙中存在无数和地球类似的星球,所以在宇宙尺度上,我们的知识并不是十分可靠。
一,黑洞论
这个理论是各种宇宙诞生观点中最有趣的一个,也就是我们生活的宇宙本身可能就是一个巨大的黑洞,如果这个理论是真的,那么宇宙之外就会存在其他的宇宙,我们的宇宙之中也可能存在其他微小的宇宙,这个理论也可以和多维世界相互关联,每一个黑洞宇宙之外可能就存在一个更多的维度,因此我们生活的宇宙中可能在黑洞中隐藏着一些“二维宇宙”。
为什么会出现这样的观点呢?因为奇点大爆炸的核心就是一个“奇点”,这个奇点拥有超乎我们想象的质量和密度,同时温度也十分的高,但是这个奇点为什么出现?没有答案,就连我们宇宙的时间轴都是从大爆炸开始的一瞬间开始计算的,大爆炸之前没有时间的概念。
而在研究黑洞时我们发现,黑洞是因为超高质量的恒星死亡,随后产生的大爆炸,会先压缩在释放,黑洞就这样形成了,如果恒星的质量不够,那么就会形成一颗被极致压缩的“中子星”,这些天体因为质量很高,产生的引力很庞大,会对周围的空间产生影响,那么一个质量超乎我们想象的天体是否会直接把空间炸碎?我们的宇宙或许就是这样的诞生地,只不过这样理论没有太多的证据证实,目前真实性还不够。
二,量子涨落后的正负宇宙
我们都知道,能量和物质是不会凭空产生的,那么奇点是如何出现的?从这里我们就可以看出来宇宙的诞生难点是,大爆炸之前发生了什么,而在量子领域或许可以解释为什么会出现一个超高质量的奇点,那就是量子涨落现象。
在量子力学中,不确定性是宇宙的本质任何事情都要看概率,同时允许量子存在不同的状态,而矩阵力学告诉我们想要确定量子的一个数据,那么另外一个数据就会变得不确定,下面我们用“量子隧穿”来简单说一下这个现象。
当一个量子想穿越一个隧道时,因为能量和速度不足无法穿越这个隧道,但是从量子力学的原理来看,这个量子并不是不可能穿越这个隧道,只不过概率很低很低,低到足够我们忽略,但是只要存在这个规律,给予足够的时间那么总有一天,这个量子会穿过这个隧道。
再假设这个隧道无限狭窄,那么这个可能性就会无限的增加,穿越隧道的概率随着隧道长度的确定反而不确定起来,超越隧道的成功率会达到一个峰值,也就是我们常说的“量子涨落”这个时候,原本不可能的事情变成可能的概率就足够高,这就是宇宙的本质——概率。
我们常识中的一切,只不过是因为人类的生命太短,各种可能性发生很低的事情,在我们的常识中就变成了不会发生,其实宇宙的本质并不是这样的,这个理论放在奇点大爆炸时,我们假设当时没有任何的能量,但是能量就不会出现吗?当然不是,只是概率很低,所以在一个极其短的时间内,能量达到了峰值,产生了一场大爆炸,我们的宇宙就此诞生。
但是这不就违背了能量守恒定律了吗?就算是量子涨落,在达到峰值后也会快速复原,科学家对此的解释是,宇宙大爆炸不止炸出了一个宇宙,而是一正一负两个宇宙,正负相加等于零,对于原本的虚无来说,没有任何改变,0仍然是0,但是我们的宇宙万物就此出现……