日出日落,斗轉星移,這一切我們早就習以為常,那么當夜晚凝視夜空時,你有沒有思考過我們的宇宙到底來自何方,又去往何處呢?
20世紀20年代,科學家愛德文·哈勃在觀測星系時發(fā)現(xiàn),星系的推行速度與它們和地球的距離成正比,也就是說距離地球越遠的星系,其退行的速度就越快,這意味著并不是星系在移動,而是星系所在的時空在膨脹,換句話說,也就是宇宙不斷在膨脹。又過了大概40年,阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜的發(fā)現(xiàn)再一次印證了哈勃的猜想。
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這兩位科學家發(fā)現(xiàn)宇宙空間中均勻分布著一種微弱的電磁輻射,溫度均勻,約為2.725開爾文。
這些電磁輻射是什么呢?其實就是宇宙大爆炸的余暉,現(xiàn)在我們稱其為宇宙微波背景輻射。嚴格來講,宇宙大爆炸屬于是一種假說,但卻是目前對于宇宙起源最為可信的一種假說,因為它既有理論支持,又有諸多現(xiàn)象的佐證。理論支持就是愛因斯坦的廣義相對論,而佐證除了前面說過的,還有宇宙中元素的豐度。宇宙中有氫、氦以及少量的鋰,它們的豐度與宇宙大爆炸理論預測的豐度完全相符。
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如果這一切都是真的,那么向前推導會發(fā)現(xiàn)爆炸就發(fā)生在138億年之前。
如果將爆炸的過程劃分為幾個不同的階段,那么最開始的階段就被稱為極早宇宙,它發(fā)生于大爆炸開始后10∧-34秒內,此時溫度極高,我們所熟悉的四大基本力全都統(tǒng)一在一起。第二階段是10∧-43秒到10∧-36秒之間,此時引力首先分離出來,剩余的三大基本力依舊統(tǒng)一在一起。在接下來的10∧-36秒到10∧-32秒,宇宙進入了暴漲時期,體積瞬間增大,變得平坦和均勻,之后宇宙便由極早宇宙跨入了早期宇宙階段,物質開始逐漸形成。
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根據(jù)理論,我們可以推算出宇宙出現(xiàn)的時間,也可以模擬出宇宙誕生的過程,那么在宇宙大爆炸發(fā)生之前,也就是139億年前,又是什么樣子呢?
對于這個問題,就沒有過多的依據(jù)可以供我們研究了,所以科學家們對此提出了大量的猜想。比如平行宇宙理論就認為我們的宇宙并不是唯一,而是諸多平行宇宙中的一個,而平行宇宙理論本身又有很多不同的分支。從量子力學出發(fā),當一個量子事件發(fā)生時,宇宙就會發(fā)生分裂,比如當一個粒子的自旋方向被測量,就會分裂出多個平行宇宙,每個宇宙中的粒子自旋方向都不同。
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暴漲宇宙學則對平行宇宙有著不同的理解。
宇宙大爆炸發(fā)生的早期,宇宙經(jīng)歷了快速膨脹,而在這個過程中就誕生了大量的泡泡宇宙,每個泡泡都相互獨立,擁有不完全相同的物理規(guī)律,而我們的宇宙只是諸多泡泡之中的一個。除了平行宇宙外,還有沒有其它的解釋呢?物理學家霍金就提出了一個概念,稱為“無邊宇宙模型”。
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無邊宇宙模型認為我們所熟悉的時空都是在宇宙大爆炸發(fā)生后才產(chǎn)生的,所以在爆炸發(fā)生以前,不能簡單地用傳統(tǒng)的時空觀來進行描述。
奇點是時空的源點,爆炸前,內部物質以量子漲落的形式存在,在爆炸發(fā)生之后,會沿無數(shù)的路徑演化,最終坍縮為一個閉合球體。這一理論并沒有解釋宇宙誕生之前有什么,因為它將宇宙之前的問題徹底消除了,將宇宙本身視為一個自洽的閉環(huán)系統(tǒng)。諸如此類的理論還有很多,但也都是基于現(xiàn)有認知的猜測,畢竟人類現(xiàn)在距離解開宇宙之外的奧秘還是太過遙遠了。
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