138億年前奇點突然膨脹誕生宇宙，無窮小的奇點為何能產生宇宙？

宇宙的浩瀚讓我們驚嘆，科學家們通過現代科技測量出可觀測宇宙的直徑大約為930億光年，真實宇宙很可能更大，也就是說我們可能永遠也不知道宇宙的真實大小。

但誰又能想到，如此浩瀚的宇宙竟然誕生于138億年前的一場大爆炸，而且這場大爆炸是由體積無窮小的奇點引發的。這個奇點到底是一個什么樣的存在方式，人類并不清楚，因為所有的物理法則在奇點面前都失效了，科學家們只能去猜測奇點的存在方式，進行抽象的描述。

宇宙大爆炸理論讓不少人感到困惑，我們的日常生活經驗也告訴我們，任何事物都應該是具體的，不管多小，都有固定的體積，但奇點完全有別于普通物質，完全不按套路出牌，這也是為什么不少人都不愿意相信宇宙大爆炸理論。

那么，大爆炸理論到底是如何誕生的呢？

在大爆炸理論之前，人類其實一直在研究宇宙是怎么起源的，但面對如此一個宏大的問題，始終沒有一個滿意的答案。

幾百年前，牛頓提出了偉大的萬有引力定律，詮釋了萬物的運行規律。在萬有引力作用下，宇宙萬物都應該朝著某個中心點聚攏坍縮，最終肯定會聚攏成為一個點，但現實中并沒有出現這種情況，到底誰什么力量在驅動著宇宙萬物的運動，牛頓也無法給出答案。

到了20世紀，愛因斯坦提出了廣義相對論，發現宇宙不像人們想象的那么穩定，而當時絕大多數科學家都認為宇宙是穩恒態的，一成不變的。愛因斯坦為了讓廣義相對論中的引力場方程與主流科學觀點相符，就加了一個“宇宙常數”，該常數可以讓引力場方程描述下的宇宙處于穩恒態，也就是靜止狀態。

不過之后愛因斯坦也承認“宇宙常數”是他一生中犯下最大的錯誤，這樣的錯誤是在哈勃發現宇宙膨脹這個事實之后才被愛因斯坦認識到的。

20世紀20年代，天文學家哈勃在觀察遙遠星系的運行規律時，發現明顯的紅移現象，這表明遙遠星系在加速遠離地球，而且速度越來越快，這說明宇宙一直在膨脹，也是宇宙大爆炸理論的一個有力證據。

哈勃的發現徹底顛覆了人們對宇宙穩定態的認知，原來宇宙一直在加速膨脹。既然一直在膨脹，那么把時間倒推回去，宇宙萬物就會不斷集中到一起，最終集中到一個體積無窮小的點，所謂的奇點。

當然，宇宙膨脹雖然是宇宙大爆炸理論的有力證據，但僅憑這一個證據顯然很難服眾。不過20世紀60年代，更多的證據相繼被發現，比如說宇宙微波背景輻射，還有宇宙中的氦元素豐度等，讓宇宙大爆炸理論越來越被主流科學界認可。

大爆炸理論認為，在大約138億年前，一個體積無窮小，溫度密度無限高的奇點，突然急劇膨脹，經過漫長時間演化，才有了我們如今看到的多彩世界。

下面具體講一下宇宙大爆炸理論的幾個重要證據。

第一個證據：哈勃紅移。上面講了，20世紀20年代，哈勃發現了幾乎所有星系都在存在紅移現象，這表明遙遠的星系都在遠離地球，而且距離越遠的星系，紅移現象越明顯。

什么是紅移呢？涉及到光線的多普勒頻移，當光線朝向地球飛行時，就會變藍，出現藍移現象。反之，當光線遠離地球時，就會變紅，發生紅移。

第二個證據，宇宙微波背景輻射。根據宇宙大爆炸理論，大爆炸初期宇宙處于一個極度高溫的狀態，經過138億年的不斷冷卻，如今的宇宙溫度已經相當低了。不過如今宇宙當中還殘留有大爆炸初期的輻射，科學家們可以通過技術手段觀測到這種輻射，被稱為宇宙微波背景輻射。

因為宇宙自誕生之日起一直在膨脹，宇宙初期的輻射早就被拉伸到微波，溫度非常低，大約只有2.7K，觀察到的結果與大爆炸理論完美吻合。

第三個證據，宇宙元素豐度。按照宇宙大爆炸的詮釋，宇宙中一開始都是氫元素和氦元素，更重的元素都是恒星聚變而來的。科學家們可以從宇宙學模型中推測出氦元素的豐度，結果與大爆炸理論同樣完美吻合。

除了以上三個證據之外，當然也有其他證據，比如說宇宙的各向同性，引力波的發現等，都是有力的證據。這么多的證據，宇宙大爆炸理論當然會被主流科學界認可。

當然，這并不是說宇宙大爆炸理論就是完美的理論，該理論仍然有瑕疵，甚至還是“致命”的瑕疵。正如剛才所講，科學家們并不知道那個無窮小的奇點為何能爆炸出如此浩瀚的宇宙，那個奇點到底是如何誕生的？

說來也很無奈，理論上講科學家們沒有義務為奇點的存在狀態負責，因為在如今的科學體系下，存在一個最短的時間單位：普朗克時間，任何小于普朗克時間的單位都是沒有意義的。

也就是說，宇宙大爆炸瞬間的奇點對于我們來講是沒有意義的，宇宙大爆炸發生一個普朗克時間之后的宇宙事件才是有意義的，“一個普朗克時間”之前的時間是沒有意義的，甚至談不上“時間”。

科學家們只需要解釋宇宙大爆炸發生一個普朗克之后的事情，就可以了！

但是，普朗克時間的存在，雖然看起來沒有什么毛病，但總給人一種不舒服的感覺，強迫我們不要去思考宇宙大爆炸瞬間或者說宇宙大爆炸之前的事情。

其實本質來講，還是剛才所講的，我們如今發現的物理定律太“無能”了，在奇點面前全部失效。有科學家認為奇點并不屬于我們的四維時空，而是高維度的產物，而如今我們發現的所有大自然法則的基礎都是四維時空，因此面對高維度的奇點，當然會失效了。

不過，詭異的量子力學似乎讓我們看到了宇宙大爆炸之前的狀態，還有奇點的誕生。

根據量子力學的不確定性原理，在看似空無一物的環境里，會隨機衍生出虛粒子對，這個過程也被稱為量子漲落。量子漲落有大有小，由于時間和能量存在不確定性關系，意味著在足夠短的時間里，量子漲落可以達到無窮大，甚至直接漲落出擁有無窮能量的奇點。

說白了，我們的宇宙就是一個極大的量子漲落產生的。但是要出現一個極大的量子漲落，概率是非常非常低的。但只要時間足夠長，一定會出現。而在宇宙大爆炸之前恰恰是沒有時間概念的，意味著極大的量子漲落可以在“一個瞬間”出現，而這個瞬間對于我們來講，可能就是永久！