《宇宙大爆炸温度》或《宇宙奇点》138亿年前,宇宙的起点,它不是物质,也不是能量,没有光,没有空间,没

宇宙大爆炸前是什么样子的?宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,也没有物质和能量.大约150亿年前,在这四大皆空的“无”中,一个体积无限小的点爆炸了.时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸.是个密度无限大,体积无限小,没有时间概念的点,这个点叫做奇点.那奇点之外是什么?
宇宙诞生之前,虽然没有时间、没有空间,但是有能量,且能量无限大.一般认为,目前宇宙的年龄大约是150亿年.现在被科学界普遍接受的观点是,宇宙起始于150亿年前的一次大爆炸.按照大爆炸理论,宇宙起源于一个体积无穷小、质量、密度和能量均无穷大的奇点.一切都是从大爆炸这一瞬间开始的.也就是说,宇宙的一切,包括空间和时间,都起源于大爆炸.在大爆炸之“前”,一切均归于无.没有空间,没有时间,没有宇宙.因此,大爆炸是空间的创始.在大爆炸之“前”,没有空间.所以,没有什么“奇点以外”的东西.奇点就是一切,一切都在奇点内.整个“宇宙”都浓缩为奇点.同样,大爆炸也是时间的创始.时间从大爆炸开始.甚至都不能说“大爆炸之前”.因为“之前”是个时间概念,而时间是大爆炸后才有的.所以,没有“大爆炸之前”,大爆炸是一切的开始.你可能会说:“为什么不能有奇点之外,为什么没有大爆炸之前呢?简直无法想像!”确实,要悟透这些宇宙学理论,用我们的日常经验去思维,当然是不行的.
为您推荐:
其他类似问题
没有体积 无限质量的一个点
宇宙万物生于有,有生于无。就像镜子外有什么之前镜子内什么都没有。先有了镜子,就有了内外,再随物质的运动有了一切。关于宇宙大爆炸、起点,都是假设,也不是黑洞。
做任务.....
浏览网站,多学习,我是来做任务的。
如果那个奇点名字叫 ——盘古。是不是好理解点。
为什么出现这个点?不知道了把????所以大爆炸理论不是百分之百的真确理论。就如同未来会出现超光速一样。
是个超高温高密度度的大火球
宇宙也可能是轮回的,大爆炸前,也有宇宙,也有生命、人类,而人类的科技已经达到了顶端,这是宇宙也膨胀到极限大,于是宇宙爆炸了,一切变回奇点,而奇点又慢慢膨胀,就这样,又诞生了宇宙,还有生命,这时人类的文明又回到了起点,接着慢慢发展到今天!...
一个密度无穷大 体积无穷小的点
是一个巨大的球 .他太不断的收缩
是一个星球和另一个星球相撞
是个密度无限大,体积无限小,没有时间概念的点,这个点叫做奇点。
之前是什么样子?那之前有“样子”这个概念么?总之是超出你的想象的 就像第一位说的密度无限大 体积无限小 也像第5位说的 混沌(一碗云吞 不加香菜的)
体积极小,密度极高的点!
宇宙大爆炸之前其实它本身是一个类似于黑洞的东西,最后体积不能再小了,就爆炸了。我们还生活在一个黑洞中,但是因为身边的事物在同时被缩小,所以我们感觉不到
这个问题问天体物理专家拉,而且99%没有正确答案,因为谁也不晓得真正的答案是什么……
高密度球体
密度无限大,体积无限小的点
是一个体积极小,质量极大的点!
扫描下载二维码【连载】疯狂宇宙:从前一个奇点在街上走着走着,突然就炸了
发表时间: 22:11:43
点击:3356
幻龙九封尽
请选择要设置的颜色:
使用该道具可将帖子置顶到:
时效:6小时
使用该道具可将帖子置顶到:
时效:30分钟
请输入楼层数:
请输入楼层数:
该道具可显示帖子内所有匿名用户,但仅使用者本人能看到:
该道具可将帖子内的匿名发言用户恢复为正常显示昵称,并以红色醒目显示,为匿名终结者,且所有人都可以看到!
幻灵九峰尽
请输入回复置顶区的楼层数:
请输入楼层数:
宇宙之生:一无所有的宇宙,从一个针眼儿大小的亮点爆炸出世。
宇宙之死:万寿无疆的宇宙,将在绝对难以理解的漫长时间之后,悄悄地自行蒸发。但是稍不小心,也可能跌落回从前那个针眼儿。
1 大爆炸,真的吗
宇宙起源是一场大火灾吗?
人类为宇宙起源问题郁闷了太久,几千年没有靠谱答案。
没有妈妈、妈妈的妈妈,给我们讲那过去的故事。科学的特点是:如果你没有依据,你就不应该像神话故事那样瞎编瞎说。不知道,又不能说,就只能一直跟宇宙这么默默地僵持着,苦苦耗着。因此,在物理科学相当长时间的认识里,宇宙无根无缘、无始无终,亘古不变、呆立万年。
牛顿时代,宇宙这种大呆形象成为标准,它在空间上是无限的,物质构成上是均匀的,没有开端,也没有结局。谁要瞎编杜撰,就要唤奥卡姆剃刀候着。但这种莫名其妙的形象,毕竟有点蛮不讲理,非常不能让人满意,不断遭遇挑战。后来有人找出了明显毛病,著名的“奥伯斯(Olbers)悖论”和“本特利(Bentley)悖论”,动摇了这种大呆标准像。
奥伯斯悖论——天空为何不是一片火海?太空漆黑,你大概从来没有想过,这其实是一件怪事。有个叫奥伯斯的人说,如果宇宙是均匀和无限的,那么不管你往哪个方向看,你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天空的任一点,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,接收到无限数量的光线。因此,夜晚的天空应该是一片火海。
对呀!这是一个颇有点意思却似是而非的悖论。加来道雄说:“对这个悖论的回答是如此混乱,以至1987年的一项研究表明:70%的天文学教科书都给出不正确的回答。”有说宇宙被一个壳包裹着,显然是瞎扯。有说星云阻挡了星光,也是错的,因为无限的星光迟早要把所有星云烤热烤亮,请掂量一下是不是?有说星星离得越远就越暗淡,也不完全对,因为宇宙无限,星星也无限,有足够多的星星照亮我们的天空。可见,宇宙肯定不是无限和静止的。
本特利悖论——星星为何没有撕碎或碰撞?经典物理认为,万物都有相互的吸引力,这是对的,但仔细想就有奇怪问题要冒出来。有一位叫本特利的牧师,当年写信给牛顿说,既然万物相互吸引,星星们应当聚集到一起。无论它们相距多么遥远,引力多么微弱,早晚有相聚的一天,对不对?如果宇宙是有限的,星星们最终将会相撞聚合成一个燃烧的超级星球。如果宇宙是无限的,作用在任何物体上的力,向左的和向右的力,也是无限的,因此星星终将被撕成碎片。总之,它们不应该这么傻傻地呆着,一动不动。
牛顿勉强回答说:那么,宇宙是均匀的、无限的。但人们意识到,这种均匀的宇宙太不靠谱,只要有一颗星星晃动一点,马上就会引起连锁反应,星团就会立刻开始崩溃。牛顿只好请上帝帮忙了:“需要一个持续不断的奇迹来防止太阳和恒星在重力作用下跑到一块儿。”有上帝撑腰,牛顿和他的理论暂时可以免于崩溃。
两个悖论,都还是思想实验。但已经足以证明,宇宙绝对没有那么老实。宇宙科学常常就是这样,仅仅靠思辨就可以解决很多问题。比利时牧师、物理学家乔治&勒梅特最先提出大爆炸理论,其后逐步受到相对论的重视。科学家伽莫夫较为系统地阐述了这个假说——现在早已成为大众耳熟能详的创世故事。根据这个假说,宇宙时间空间都有限,但并不均匀,而且所有天体都在持续飞散。因此,前述两个悖论都不是问题。
这个剧本设计天生就讨人喜欢:让宇宙起于一点,让万物突然出现,简单明快,通俗易懂。——宇宙大爆炸,够刺激。
证据1 & &——到底是不是,我们需要亲眼看见。
想看见?难道我们还骑在大爆炸飞出来的弹片上?
呃,是的。要不怎么叫疯狂宇宙!
人类最厉害的望远镜叫哈勃空间望远镜,它看到的东西太多了。几乎所有关于宇宙的科普都会仔细讲到,1929年,美国科学家哈勃通过望远镜观测发现一个惊人现象:所有星星、星系们都在相互远离(相关原理基于“红移现象”——观察远方的物体,退行速度越快的,传回的光线波长变长、频率降低,成为红斑)。这意味着,宇宙不呆,它在膨胀。说膨胀容易招人误会,实际情况就是爆炸,所有星星和星系都是高速飞行、四下飞溅的弹片,而且比弹片快得多得多,就在当下,依然在飞。
由于我们的望远镜不仅能够观察到许多亿光年之远,而且能够观察到许多亿年之前,我们可以发现宇宙膨胀现象,早在很多年前就一直在持续。这就进一步意味着,倒推宇宙这种膨胀过程,必然有一个起点。对了,换上谁都自然要推测,宇宙始于一场创世大爆炸。这毫无疑问是当代天体物理发展史上最具影响力的重大发现之一。因此我们这个时代最伟大的望远镜叫哈勃空间望远镜。
证据2 & &——还需要找到“冒烟的枪口”。
一百多亿年前发生的一场爆炸事件,现在还能听到回音?
有一个“鸟屎和大爆炸”的真实故事广为流传。科学家伽莫夫、阿尔法和赫尔曼认为,宇宙大爆炸的硝烟(科学上叫宇宙微波背景辐射)应该还在宇宙间弥漫。推断摆在那里,大家将信将疑。后来,两个年轻的科学家彭齐亚斯和威耳孙戏剧性地发现了这些硝烟。1965年,他们操作一个大型射电望远镜,在寻找无线电信号时碰到静电噪音。他们一直以为这些静电噪音可能是尘土和碎片造成的,于是他们对望远镜进行了仔细清扫,包括“一层介质材料的白色涂层”(鸟屎),结果静电噪音似乎更强了。最终,他们“被迫”发现了宇宙微波背景辐射,那就是宇宙大爆炸的余晖。谢谢鸟屎,他俩得了诺贝尔物理学奖。
现在我们知道,宇宙大爆炸的“硝烟”人人有机会可见。布莱森的《万物简史》说:“把你的电视机调到任何接收不着信号的频道,你所看到的锯齿形静电中,大约有1%是由这种古老的大爆炸残留物造成的。记住,下次你抱怨接收不到图像的时候,你总能观看到宇宙的诞生。”
证据3 & &——最好再拍一张照片。
你现在有本事回到过去,给自己的童年补拍一张照片吗?
在太空里给宇宙的童年拍照就可以。如果我们还没有忘记天文学家实际也是考古学家的话,对此就不会大惊小怪。2003年2月,又一架超级望远镜WMAP(威尔金森微波各向异性探测器)——当然,带有超级数码拍照功能——干了一件大事:它拍了一张宇宙38万岁时的照片。照片惊人地、详细地呈现大爆炸所产生的微波辐射。这些辐射被称为“创世的回波”。这张宇宙婴儿时期的照片并不好看,花花绿绿,斑斑点点。“然而,这些斑斑点点却让一些天文学家激动得落下眼泪。”这些斑点可能代表创世余晖中的微小量子波动,它们随后扩展,创造了今天照亮我们天空的星团和星系。
证据链条已经形成:宇宙源自一场创世大爆炸。
现在,大爆炸理论已经成为科学研究和观测最广泛且最精确支持的宇宙学模型。我们应当明白的是,大爆炸在理论界基本上得到公认,倒不是科学界对此已经研究透彻,而是只有这个理论,相对来说最能够解释宇宙起源的终极问题。
大爆炸假说回答了宇宙起源问题。这个发现有多么重要呢?窃以为,无与伦比。
2大爆炸,怎么啦
从前,一个奇点在街上走着走着,突然就炸了。
发表时间: 22:11:43
回复置顶区
使用 ,可让您的回复出现在此区域
于是,我们就莫名其妙、毫无征兆地得到一个超级巨型大宇宙。布莱森的《万物简史》描述了这场爆炸: 刹那间,一个光辉的时刻来到了,其速度之快,范围之广,无法用言语来形容,奇点有了天地之大,有了无法想象的空间。这充满活力的第1秒钟(许多宇宙学家将花费毕生的精力来将其分割成越来越小部分的1秒钟)产生了引力和支配物理学的其他力。不到1分钟,宇宙的直径已经有1 600万亿千米,而且还在迅速扩大。这时候产生了大量热量,温度高达 1 000 万摄氏度,足以引发核反应,其结果是创造出较轻的元素——主要是氢和氦,还有少量锂(大约是1 000万个原子中有1个锂原子)。3分钟以后,98%的目前存在的或将会存在的物质都产生了。我们有了一个宇宙。这是个美妙无比的地方,而且还很漂亮。这一切都是在大约做完一块三明治的时间里形成的。 科学家制定了一个宇宙大爆炸时间表,先别问为什么,我们看看奇点爆出这个大千世界的主要过程。这是一份时间跳跃、跨度巨大的宇宙简历。 0秒,怎么啦?谁都不敢随便说究竟发生了什么,这是个终极秘密。如果非要说点啥,姑且就认为是被某个哲学家摁下了起爆开关。 10-43秒,高温高压,时空破裂。一个比针尖还小的宇宙现身了。这个时期,能量为1020亿电子伏特,长度为10-33厘米,温度为1032K。整个宇宙大概处于一个真空的高维空间中。然后,宇宙时空破裂,四维时空以1050倍的巨大系数爆发式膨胀,空间膨胀速度比光速还要快。人世间没有这样的快门可以拍照留念。这个时候,宇宙除了足以熔化一切的滚烫热浪之外,几乎一无所有。要知道,此后一百多亿年,宇宙任何地方再也没有重现如此暴烈高温。 这个时候最具直观冲击力的特点,就一个字:烫!宇宙为什么是从滚烫而不是从冰冷开始?这很哲学。烫,只是我们的主观感觉,宇宙曾经从顶级高温起步,仅仅因为宇宙时空扩展,它的能量必须走向稀释方向。如果宇宙反方向坍缩,温度则将向更高处攀升。这对宇宙来说无非是向左走、向右走的问题。滚烫的宇宙,并不比冰冷的宇宙需要更多特别的理由。 10-34秒,宇宙暴胀,不可收拾。温度降到1027K,宇宙由夸克、胶子和轻子热乳浆液组成。宇宙达到目前太阳系的大小。窃以为,这个尺度已经相当不小,够宇宙了。这个时候最具直观冲击力的特点,是另外一个字:快!请读者看清楚时间,用“迅雷不及掩耳之势”来形容是严重不科学的,没有什么雷电霹雳可以如此地迅。太阳光抵达它身边的地球,尚且需要480秒。因此,我个人不大赞成大爆炸这个概念,这哪里是爆炸,分明就是“闪现”嘛! 这个阶段,正物质和反物质互相抵消,物质微微超过反物质(十亿分之一),超过的这部分,将形成我们今天看到的周围物质。这也许是世界创生以来第一个重大的岔路口,我们的宇宙依靠一种量子运气取得决定性胜利,不再成为一颗哑弹,也相当幸运地没有成为古怪的反物质世界。 3分钟,核子形成,大局底定。空间扩散,温度降到足够低,核子稳定。宇宙最初始元素氢、氦的原子核相继产生。原始火球基本结束,创世大局已经抵定,造物主想要后悔也来不及了。人们后来制造的原子弹证明,宇宙创生时的大部分巨大能量,凝聚到了原子核里面。3分钟后,宇宙温度降至9亿度。 1977年,TOE终极理论梦想家温伯格写了一部科普畅销书《最初三分钟——关于宇宙起源的现代观点》,专门说这事儿。他对于知道这个重大秘密而有一些伤感,他说,我们不会从中得到什么慰藉,“人类总是不可抗拒地认为,我们和宇宙有某种特殊的关系,认为人类的生命不应该是追溯到最初三分钟的一连串偶然事件的多少带有笑剧性质的产物,而是从宇宙的开始就以某种方式存在了……宇宙愈可理解,也就愈索然无味”。温伯格这番灰色的话流传甚广,许多科学家,以及憎恨科学的什么家,都爱引用,令不少知识精英唏嘘惆怅,甚至抑郁。 38万年,能量凝聚,原子诞生。此时温度降到3 000 K。电子与核结合,不被高温撕开,原子形成。这是又一个重要的里程碑,此时的辐射已经被人类测量到了。漫长的38万年里,竟然没有发生什么正经事情,就只是制作原子和放牧原子,而且原子品种也非常单调,就氢和氦两款,大致八二开。这个时间跨度之长,匪夷所思。我们还不能忘了,这个过程中,宇宙时空携带着它的原子们始终在一刻不停地飞速膨胀。 10亿年,星星浓缩,宇宙壮丽。温度降到18 K。原子勤勉地拼装万物,直至形成类星体、恒星、星系和银河星团。这是哈勃空间望远镜能够探测到的最远时期。如果这10亿年演化历史快放回播,我们会看见一幅动人心魄的壮丽场景:氢、氦元素在浩瀚太空中慢慢集聚,先是汇聚成一些跨度巨大的云团,云团内部慢慢分裂,形成更加紧致密实的云尘团,然后进一步收拢成为一个一个旋转的大球。砰!砰!砰!——氢氦核聚变点燃颗颗星球,黑暗宇宙四下里,陆陆续续形成繁华的万家灯火。 65亿年,加速膨胀。受神秘反重力(暗物质、暗能量的效应)驱使,宇宙开始加速膨胀,仿佛迎来了更加生机勃勃的第二个成长季节。说什么强弩之末不能穿鲁缟,宇宙弹片飞溅65亿年之后,到现在又不知被谁猛踩油门,飞得更快了。真是邪。 137亿年,现在。温度降到2.7 K,热量都收拢到恒星里了,真空接近冻僵。我们看到由星系、星星和行星构成的当前宇宙。宇宙继续加速扩张。在这段更加漫长的时间里,宇宙运转平淡无味,万事万物乏善可陈,一些星星自我爆炸,一些星星相互碰撞,一些星星死亡成为黑洞。大小星星们通过剧烈的核聚变反应,对氢氦两种元素进行反复冶炼,陆续制造了现今存世的一百多种元素,包括比较稀罕的黄金和钻石。 136.99亿年,我们。这个时候(假设137亿年很精确的话),据我们目前所知,宇宙发生了一件创生以来最蹊跷、最疯狂、最不可思议的事情:太空深处一粒微尘般的蓝色岩石小行星上,人类有了。 宇宙创生历史大致就这样了。现在回头看看宇宙零秒,那个奇点。 奇点,即奇异之点(singularity),一个在数学上没有可知形状、在物理上没有可测性质的不可思议的存在。它不是任何东西。凡是你能够见过的、甚至虽然没见过但能够推演和理解的任何东西,它都不是。浑不讲理哦,相当傲慢啊。 那科学家干嘛要弄出这么一个怪咖来?这是我们真正需要关注的问题。这需要换个角度来理解——不是谁发现了这么一个奇怪的点,而是人类在穷尽所有数学和物理,把宇宙逼问到墙角根儿之后,剩下这么一个绝望的点。 事情是这样的:前面我们知道,137亿年以前,一个体积极小、温度极高、密度极大的点,爆炸产生了宇宙。科学家运用最先进的数学和物理知识,探究这个点到底是什么东西。现在,我们已经非常逼近奇点爆发一刹那的时刻,能够描述奇点爆发后10-43秒那个时候的情况。那个时候之后,凡是能够用数学和物理来认知的问题,大概都解决了。至少,有可能通过数理知识来解决。但是,如果想再要继续,人类的数学和物理就失灵了。准确地说,人类的数学和物理迟早要失灵,也许今后还可以无限接近,但绝对不可能真正到达奇点。换句话说,虽然我们与奇点之间只有10-43秒,即0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1秒之遥,但那仍然意味着阴阳隔世、咫尺天涯! 有鉴于此,窃以为,奇点也可以称为“剩点”。 3大爆炸,为什么 奇点,宇宙终极钉子户就这么戳这那儿。
浩大宇宙从何而来,这个令人惆怅万分的谜题,被简化归结为一个针眼儿小点从何而来。这似乎可以让我们心理好受一点。但你我心里都清楚,万千烦恼无非只是打包压缩了而已。 一问为什么:它为什么要在137亿年前而不是别的时候爆炸?又为什么要在那个地方而不是别的地方爆炸? 这个不能问,因为它是时间和空间的创造者。在它天才般地制造时间之前,没有这时、也没有那时,一瞬间都是永恒。在它天才般地制造空间之前,没有这里、也没有那里,一个点就是各处。大爆炸那一瞬间,t=0,造物主果断掐下万世秒表。别生气,咱们必须学会理解和适应这种场景。古代哲学家奥古斯丁的《忏悔录》有一句非常著名的话,被TOE科学家们广泛引用:有人问,上帝在制造宇宙之前在做什么?他回答,上帝在给提出这种愚蠢问题的人准备地狱。 二问为什么:它为什么能够从一个小点变化出大千世界、万事万物?哪里来的原材料? 这个也不能问,因为奇点是物理的起点,除了哲学问题,其他一切关于奇点的物理问题都没法谈论。但是,后面将深入讨论,从量子力学发展而来的TOE,事实上已经突破了奇点禁区,大爆炸原理不再绝不可谈。概括地说,奇点爆炸而出的万物都是从无到有,借一份,就欠一份;借很多,无非欠很多。按照TOE的相关假说,奇点源于一个假真空。说假,是因为真空并不纯粹的空,还有一种负能量。这种负能量就是奇点“借”出物质能量的原始驱动力。只要有这个假真空,造就宇宙并不需要很多材料,无需把实际的1050吨物资辛辛苦苦收罗起来压成一个点,然后启动爆炸。 这样一来,宇宙大爆炸就成为一件寻常的物理事件。因此,科学家甚至已经在严肃地考虑,要不要小范围重现宇宙大爆炸,在实验室里制造一个baby宇宙来看看,那可是相当诱人的疯狂实验。根据科学家介绍,到2006年的最新实验思路是,将足够强大的能量注入一个磁单极子中,有可能点燃一个baby宇宙,使其膨胀,变成一个真正的宇宙。真是不读书不知道。顺便给读者一个忠告:今后离他们的实验室远一点。如果只是玩泥巴,不必担心他们模仿女娲制造男人女人。而要是发现他们往实验室的地洞里搬运大型发电机,就得提防他们是不是在干盘古开天地的大事情。 古思(我们祝愿他成为第一个人造宇宙工程师)貌似已经在精心备料了。他认为,如果要建立我们现在这样一个完整版宇宙,需要准备“1089个光子、1089个电子、1089个正电子、1089个中微子、1089个反中微子、1089个质子和1089个中子”。史上最强悍配方,数量相当巨大。不过,虽然宇宙中的物质能量含量相当大,净物质净能量可能只有1盎司(28克)那么多。格林说,完全可以放进钱包。 宇宙,28克! 事实上,28克“酵母”只是宇宙大爆炸模拟实验的需要,真实的奇点,是没有人为它提供这份“酵母”的,它既然能够从无到有创生这个大千世界的万事万物,那么这点“酵母”显然也是多余的,它必须玩“空手道”,不要启动资金,坚持负债发展。 三问为什么:为什么要炸出我们现在这样的宇宙,而不是像我们盛大节日燃放的礼花弹那样?为什么要炸出三维空间加一维时间,而不一口气炸出八个维度、十个维度? 这个倒是好像可以问。但是,科学的回答令人无语:这大概是个随机事件,说巧也不巧,这些事情,奇点可能都干过!美国科学家特赖恩说过一句相当富有深意的话:“要回答它为什么产生了,我的敝见是,我们的宇宙只是那些不时产生的东西之一。”比如,它曾经也像礼花弹那样,在你家后院爆炸过。它曾经也制造过许多各种维度的宇宙。你觉得巧,是因为你总得呆在某一个宇宙。说不巧,那是因为你错过了奇点制造的其他宇宙。 如果你觉得奇点炸出这样一个宇宙仍然巧合得难以置信,那为什么不尝试反过来想一想:它如果竟然没有炸出一个宇宙,是不是更加不可思议?对于奇点这种莫名其妙的家伙来说,到底要“有”、还是要“无”,不都是一样的吗!这是哲学。如果你对奇点弹唱《一无所有》,它肯定丝毫不会觉得悲情。 不喜欢现在这个宇宙吗?下次投胎再试试运气吧,机会多多。呃,搞一个奇点收藏在家里,镇宅之宝,相当刺激,潘多拉匣子和阿拉丁神灯都弱爆了是不是啊。——别担心,即便它突然大爆炸,一定是在你根本无法理解的时间,以你根本无法理解的方式,炸出一个跟你、以及你所有邻居都毫无关系的新版宇宙。当然,它也可能像你家的盆景植物一样,开出一朵漂亮的宇宙之花。 4大爆炸,再暴胀 宇宙必须在创世之初抓紧实施大规模疯狂扩张。 关于宇宙起源,目前的主流理论是宇宙暴胀假说。它是大爆炸理论的重大修订版。这个假说认为,宇宙大爆炸不是一般的爆炸,爆炸之后紧跟着一场非凡的暴胀。从大爆炸之后的10-36秒开始持续到10-33~10-32秒之间,在负压力的真空能量驱使下,宇宙在这段期间,空间膨胀了1078倍,至少! 这里插一句话:严格地说,大爆炸假说已经过时,不过我们科普读者没有必要搞得这么仔细,记住爆炸已经差不多了。 大爆炸假说本身有一些不可克服的缺陷,这些年,暴胀假说和另外一个“火劫宇宙”假说准备取代它,但都缺乏证据。2014年,一则科技新闻引起小小轰动:最先进的射电望远镜探测到了宇宙微波背景辐射中的引力波信号,而这正是暴胀假说预言的关键东西。因此,暴胀假说胜出。这是一个激动人心的重大进步。 暴胀假说对宇宙诞生的描述非常大胆。宇宙突然暴胀,暴胀速度是人类难以理解的快,暴胀幅度是人类难以理解的大,千万不要想象成一只气球呼呼地膨胀。我们不妨这样来感知:冷不防,咣的一下子,一个绝对天高地阔、无边无际的宇宙,已经悄无声息地闪现你面前,仿佛它上辈子的上辈子就呆在这儿了,旁若无人(真的无人)。宇宙究竟暴胀成多大?说法很多,最惊人的尺度是里斯出具的,我们前面已经领教了。 我们想知道,一个莫名其妙的奇点,说爆就爆,为什么不像二踢脚、手榴弹那样炸出一堆碎屑,偏偏要炸出这么吓人的巨大尺度?答案可能有点令人失望:因为它必须尽快搞得非常巨大,否则万物不好交代。显然,这是在从结果倒推原因。至于究竟什么机理导致暴胀,据说目前有50多种解释,但都比较勉强,没有令人信服的结论。 这个理论,是从大爆炸理论遇到的麻烦问题中、为解决大爆炸理论的缺陷而推测出来的。大爆炸理论无法解释宇宙的平坦、均匀以及各向同性,无法解释为何观测不到磁单极以及宇宙微波背景辐射的视界等问题——呃,读者完全可以忽略这些古怪的词语,它们只是对科学家来说非常重要。 仅举其中一例:磁单极问题。我们知道,电子带负电,却鲜见正电子,这本身已经是件怪事。如果大家都认为电子单飞是正常的,那为什么磁极却又总是成双成对呢?所有磁性体,无论你把它掰多碎,它总是顽强地维持南北两极,岂非咄咄怪事。许多科学家坚信,理论上说,磁极应当像电子那样存在单极子。那为什么现实中找不到?一定是因为宇宙暴胀幅度过于广阔,严重稀释了,炸到爪哇国了。我们现在假设,如果真有某一天在足够遥远的地方找到了丢失的磁单极,是不是应该惊叹科学家的厉害?据说,量子理论的科学家们这种神勇的事儿多了去。 总之,古思他们从量子理论中获得灵感,天才地提出暴胀假说:早期微观尺度宇宙中的量子涨落,在宇宙暴胀时期被极度放大,促成大尺度结构的形成。宇宙突然暴胀得越大,越能解释大爆炸理论碰到的各种麻烦问题。因此,里斯版本的宇宙荒唐大尺度,不是没有道理的。暴胀灵感突然袭击古思的时候,他赶紧在笔记本上方写下:“伟大发现”(spectacular realization),这个笔记本后来成为芝加哥博物馆的藏品。 5大爆炸,始于零 宇宙所有物质能量都是借来的,从虚无中借的。
现在,我们回头来看宇宙的从无到有(唉,真的很疯呵)。 创世之初,宇宙物质能量为零。我必须严谨地指出:基本为零。为这事儿,以下我不得不说一些可能让人摸不着头脑的话。要知道,这些话是至少几千篇量子理论论文的内容,刨掉公式和数字,余下内容比这些话多不了太多。呃,有点夸张,也不算过分。 宇宙始于真空,当然啦。但量子理论认为,世界上从来就没有真正的、绝对的真空,彻底一无所有的空间是不可能存在的——好吧,别问为什么了,我承认也许有,但那是另外一些宇宙的事情。在鄙宇宙,任何时候、任何范围的真空,总是满满地充斥着量子沸腾,这样的真空称为量子真空。所谓量子沸腾,就是说有海量的虚粒子,时时刻刻都在从量子真空中借出能量,瞬间湮灭后,又将能量归还真空。当然,你如果担心会不会有人量子花粉过敏,那就实在是太过多虑了。 能量守恒定律对吗?呃,我们应该还记得,量子世界是极端微观世界,也应该记得那是多么微的微观。在普朗克时间、普朗克尺度,允许发生普朗克能量的出入,是这个世界的局部事实真相。而经典物理的能量守恒定律,是这个世界另外一个局部的事实真相。是的,两个世界!在量子微观世界,根据“科普TOE三大古怪定律”之“不确定定律”,没有绝对的有,没有绝对的无。 借是借了,还也还了,结果貌似无事,过程却是真真切切地发生着能量起伏,而且能量从来不会在零点状态老老实实呆着。即便是在绝对零度的条件下,量子波动效应也不会停止。因为,如果绝对零度时量子停止波动,则它的动量和位置事实上就可以同时精确测知,这就违反了那个已经被无数实验证明不可违反的、要命的海森伯测不准原理。因此这意味着,能量的无中生有是事实。没有能量之处蕴含的能量,就是大名鼎鼎的“零点能”(Zero point energy)。 我们应当记住一个厉害的人——荷兰科学家亨德里克&卡西米尔。1948年,他设计出探测零点能的方法。该实验思路别致,工具相当精细,但是没趣,说穿了也没有什么技术含量。实验的大概意思是,将两块平行金属板尽可能地靠近,由于空间里时刻沸腾着虚的粒子和反粒子对,因空间狭窄,总有某些波动振幅和尺度的粒子对,无法在两块板子之间活动,导致外面空间的量子波动多一些,从而形成由外向内的压力能量。看看吧,谁说无风不起浪?别小看这个实验,它就是在物理科学中有着重要影响的“卡西米尔效应”。1998年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和奥斯汀高能物理研究所用原子显微镜测出了零点能,力度为蚂蚁重量的三万分之一。预言再次坐实,你不好意思坚持说它还是猜想了吧。 那么,只要这种能量的借贷关系成立,就没有谁有理由,来阻挡这种借贷关系的扩大。正如金融借贷的繁荣形成经济活动的繁荣,宇宙某种机制会无限量地扩大能量债务的体量。这就必然导致两个惊人后果: 其一,宇宙可以在膨胀过程中,毫无节制地向量子真空(深入讨论应该是引力场)借出能量,最终制造出重达1050吨的日月星辰,还看不出它费了什么劲儿。 其二,宇宙空间中蕴含着巨大能量,称为本底能量。据美国量子理论大科学家J.惠勒估算,真空的能量密度可高达1095克/厘米3。它是不是暗能量,目前没有结论。 还有科学家从另外一个角度解读这事儿:从宏观视野看去,星系在旋转、恒星在旋转、行星在旋转,太空要是没有能量,那是谁在推动这些巨大家伙,谁呀? 只要我们未来的工程技术本事够大,确实可以在黑黢黢、空荡荡的太空里架起钻井平台,凭空开发能量。看看吧,这已经跟永动机猜想只差1毫米了,从经济效益的角度看,也许比永动机还厉害得多。科学家很激动,连骗子们也活跃起来了,国际零点能开发公司都已经在四处筹集开发资金了。窃以为,开发零点能就是个时间问题。也许真有那么一天,我们视为宝贵的工业血液、不惜为之一再发动战争的能量资源,可以像灿烂阳光和清新空气那样免费供应。 免费的午餐?好像有点眉目了。 如果以最坚定执着的理性追问万物从何而来,最终,不管我们乐意不乐意,TOE一定要把我们引向哲学思辨。物理是硬科学,哲学是软道理,不好说谁将拯救谁,但当代物理确实为哲学提供了强有力的依据。霍金认为,传统上纯粹思辨、凭空琢磨的哲学,已经跟不上当代物理认知世界的步伐,就是这个道理。兹事体大,情非得已,下面我们试一试这个艰苦的、必将饱受争议的思辨过程。 (1) 合理的假设起点是:创世之前,一切皆无。必须是一切皆无,否则,无论有任何东西,我们都要坚决无情地追问它从何而来。 (2) 这样,创世就等于无中生有。令人头疼的是,既然无能够生出有,则这个“无”显然并不老实,它必定暗含有某种东西,哪怕只是能够生出“有”的运气!可见这个“无”,必须是不绝对、不彻底地无。 (3) 量子理论的结论是:创世之前,有和无,地位平等、机会均等。有和无呈量子纠缠态。轮到“无”时,我们不知道;某一次轮到“有”了,情况骤变,世界创生。 (4) 在不绝对、不彻底的“无”中,无形的能量似有若无、若隐若现,正能量和负能量纠缠起伏,瞬间分裂而生,立刻对消湮灭。就像一支铅笔不可能永远靠笔尖立在纸上,某个概率之下,这种平衡状态发生些微破裂,于是大坝崩溃,我们的一切就开始了。 无中生有,实在疯狂透顶。纯粹哲学思辨?不尽然,这其实是一杯哲学思辨与量子理论的鸡尾酒。量子理论说,创世的起始之点极端微小,也算得上一粒典型的量子,因此它必须遵循量子理论那些古怪效应。把思辨转化为物理,按照真空零点能的原理,情况大致是这样的:如果你确定创世的起点之处能量为零,根据测不准原理(没料到它到处搀和,现在后悔承认这个原理了吧),你就等于测定了它的数值,这样一来,能量为零之处就一定不是创世的起点。反过来,如果你牢牢守住创世的起点之处,你就不能认定那里的能量为零,因为零也是确定数值。既然不一定为零,嗯,机会不是就来了吗? 是的,按下葫芦浮起瓢,这就是量子起伏的深刻原理。宇宙万物从无到有,全部秘密就在这里。 测不准原理不好懂?为便于理解,我推荐读者想一想砸老鼠游戏的“砸不准原理”:你不动手,每个洞口都可能冒出老鼠;你一旦下锤,老鼠一定不在那个洞口冒出,呵呵。量子理论还有一大堆雷人的猛词儿:什么量子波动、量子跃迁、量子纠缠、量子抖动、量子隧穿,等等,归结起来都是在说,那些极端微小的东西,它们的运动规律就是坚决不遵循任何你知道的规律,爱来就来,想走就走。它们只认识“概率”二字。顺便提醒一个:概率差不多是量子力学的灵魂了,希望读者在阅读本书期间跟它成为好朋友,至少成为老熟人。 由此可见,有没有这个世界,并不是什么特别的事情,造物主(大自然它自己)没有专门设计。创造这个世界,也不是绝无仅有的稀罕事,造物主随时随处都在干。如果我们感到奇怪,那是因为我们仅仅居于眼下这个世界而已,井底之蛙。威廉&詹姆斯说过一番极富哲理的话:“世界凭什么只能是‘有’,而不能是‘无’?世界完全有可能并不存在,正如它也完全有可能确实存在一样,这是个悬念,有了这样一个悬念,形而上学思想的钟才永不停摆。” 总之,宇宙就这么不请自来了。 6大爆炸,很八卦 创生宇宙的这个奇点,像极了太极。
中国古代周易理论貌似早就解释了宇宙大爆炸。读者明鉴,我说的是“貌似”。 周易之“道”,显然,就是中国古代哲学的TOE。《道德经》说:“有物混成,先天地生。寂兮廖兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天下母。吾不知其名,强字之曰:道,强为之名曰:大。”东方世界向来就没有上帝之类拟人化的造物主,这个“道”,在天地产生之前、又可以充当天下之母的东西,仅仅只是一个非常抽象的概念。道法自然,俨然一副尊重客观的自然科学形象。 关于宇宙起源,周易理论体系的意见是:无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦,八八六十四卦演绎世间万物。这是在讲宇宙万物的起源。据此,我提出“宇宙大爆炸的八卦描述模型”。 第一步,先看看什么是无极?无极就是在宇宙现世之前一切都还没有的初始状态,大概是物理科学里的绝对真空,是宇宙创生的“预备态”。虽然一切都没有,但它不等于绝对的、永远的没有,它应该还包含着可能产生一切的某种东西。就是说,无极,一定不是万世孤独的无极。——废话吗?也不是。周易话语系统里还有一番说辞:“混沌生希夷,希夷生无极,无极生有极,有极生太极。”看来,混沌才是最高级的绝对真空。它既然叫混沌,它就是绝对糊涂的,你就不能再跟它谈论是什么、为什么。那么何为希夷?老子说:“视之不见名曰夷,听之不闻名曰希。”就是看不见、听不到的状态。希夷产生无极,难道无极就看得见、听得到了?不像。无极看来是一个过渡程序,它立刻要产生有极。有极也是过渡,因为它除了要去生太极,没有任何事情可干,而太极才是万物之始。 请注意,中间几个“生”字,高度抽象,我们只能理解为一种纯粹的数学或逻辑符号,即:“A生B”,相当于“因为A,所以B”。看不出更多意思了。可千万别自作主张,解释成什么聚变、裂变、演变,圣人从来没有说得这么直白。圣人不说,我们也必须咬紧牙关不乱说。 再请注意,搅来搅去,反正从混沌到太极,都还是虚空状态,任何具体东西都还没有。如果不抓紧谈论太极产生万物,这个“准备态”永远只能这样空洞无物、不知所之、不知所以——有谁知道它们到底在干什么,究竟要干什么吗? 因此,“混沌生希夷,希夷生无极,无极生有极,有极生太极”,翻译成白话文就应该是:“从稀里糊涂到无知无觉,从无知无觉到啥也没有,从啥也没有到也许可有,从也许可有到那就有吧。” 第二步,再看看什么是太极?宇宙始于奇点,太极就是奇点。中国古代文人孔颖达解释说:“太极谓天地未分之前,元气混而为一,即是太初、太一也。”看看,奇点还没有爆炸。虽未爆炸,但因元气混而为一,说明它已经胸有成竹,准备就绪。这个时候,太极还不是任何东西,也没有任何东西,你要说它是任何具体东西,它都不会承认。但奇点(太极)哪里来?它不是莫名其妙就有的,它大有来头,从混沌开始,历经混沌、希夷、无极、有极好几个环节演化而来。没人告诉我们这个过程到底是怎样一回事,但可以确定,太极不纯,它的背景已经相当复杂。 物理和数学看奇点,类似这个情况。奇点跟太极一样,啥都不是,啥也没有,那它凭什么就可以爆炸产生万物?可见,奇点也肯定不单纯,肯定有来头有背景。TOE推测,在发生爆炸之前,它像一座巨型水坝,蓄积着巨大的负能量。前面我们已经讨论过,一块呆呆的石头也有能量,负的引力能。那么,一无所有的奇点,也可能拥有一种“能量场”,这种潜在的、负的能量,大约就是霍金找到的“第一推动”。不妨这样理解:奇点无物,只有负能,拜量子效应之赐,它还有一份神鬼莫测的运气,一种说炸就炸的冲动。那,不是无极是什么! 这个说法稍微有点文艺,不过量子效应催动奇点发生变化,却是比较现实的。科学推测,奇点是量子波动的产物。本来,奇点堵死了时空和万物的路,所有物理法则要待奇点发动之后才有戏。但请注意,奇点为了维持它绝对大一统的地位,必须缩成一个极端小的点。因为,只要它稍微大一些,就面临着必须交代“内部”为何物,以及为何是这样大而不是那样大的窘境。大了,反而小气。 唯有一个极端小的点,才有资格宣示它拥有无可奉告的内涵,以及它无所不能的外延。 但是,聪明的科学家发现,无比滑头的奇点被量子波动效应钻了空子:由于它是一个极端小的点,它就必须遵循量子力学原理,即这种极端小的点可以从虚无中一跃而生,然后忽而湮灭。这可不得了。为什么说不得了?因为这意味着奇点堵死物理法则的大门,被撬开了一个小小的缝——我们已经在谈论奇点本身的某种规律,以及奇点之前的某种状况! 谈论“奇点之前”,那么,当然就是在谈论无极啦。无极就是假真空状态和量子波动效应。 第三步,看看太极如何生阴阳。阴阳两仪,就是创世之初沸腾的实粒子和虚粒子、正物质和反物质、正能量和负能量。奇点破裂之后,它们倏忽从虚空中相伴现身,又随时相遇湮灭。出双入对,阴阳和谐,正负相抵,似有还无。这就是量子理论描述的典型的量子涨落场景,虽然奇怪,却还完美。当然我们不能忘了,这个过程非常短暂,大约就在10-43秒前后。 如果我们不在意一个宇宙非得有日月星辰、万事万物的话,创世故事到这里也可以结束了。而且,后面我们知道,可能有许多个(比方说800亿个,数字随便写都行啊)其他宇宙就是这样,朝生暮死,昙花一现,那也没有什么不得了。对此,造物主是无所谓的,只是人间的一切八卦故事只好休矣。 第四步,看看两仪又如何生四象。《周易》的四象是指太阳太阴、少阴少阳。前面,太极生阴阳已经完成,这本身是完美的事情。但按照量子理论,总会有不完美的事情发生。这里必须强调,量子理论不喜欢对称、光滑状态,它预言任何事物都可能发生“对称性破缺”。这个思想很深刻。我们可以合理思辨:无极生太极没有理由是孤注一掷,太极生阴阳也没有理由是偶尔为之,总有一些时候,阴阳两仪会破裂分化为太阳太阴、少阴少阳的多层次结构。然后形成多彩世界。 少阴和少阳应当是微观的阴阳关系。在我们的宇宙,实的物质与虚的能量、正电荷的质子与负电荷的电子、太阳和月亮、白天和黑夜、男人和女人,等等,这种阴阳关系充斥天地,无以计数。 太阳和太阴应当是宏观的阴阳关系。量子理论认为,虚实粒子、正反物质、正负能量存在着破裂错位的概率,它们偶然的破裂错位,导致微观尺度阴阳结构的崩溃。具体地说,奇点破裂10-43秒之后,一些实粒子、正物质、正能量,偶然地错过了与虚粒子、反物质、负能量的对消湮灭。这一小概率事件立刻导致上帝都无法挽回的严重后果,那些“阳”的东西,通过雪崩式“负债”发展,形成万物,造就宇宙。至于虚粒子、反物质、负能量这些“阴”的东西,它们回避到哪儿去了?科学家们还在孜孜不倦地寻找。换言之,我们的宇宙显形为“太阳”,其他宇宙隐形为“太阴”。 关于太阳太阴,还有另外一种可能的解释。前面知道,宇宙存在四个最基本的驱动力:引力、电磁力、弱核力、强核力。没有这些力,两仪必然死寂,无力造就万物,宇宙大爆炸也许会在瞬间草草收场,成为一枚哑炮,胎死奇点腹中。其中,引力很弱,在宏观上发挥收敛全局、凝聚星系的负作用,它应当被视为太阴;其他三力很强,在微观上发挥构造万物的正作用,它应当被视为太阳。霍金认为,大爆炸形成引力场,万物从引力场借取能量,并在巨大尺度的暴胀过程中,不断借取更多能量,而万物的引力也产生等量的负能量。而且,科学家的计算表明,整个宇宙正的总电荷,精确地等于负的总电荷。这都是大尺度的阴阳关系。 第五步,最后是四象生八卦。呃,都八卦了,就是人类的事情了。 《周易》的宇宙大爆炸模型大致如此,再往下说,无非还是阴阳啊、虚实啊、有无啊那些车轱辘话。请教各位易学高人,难道不是车轱辘话?至于更多奥秘,比如令TOE科学家无比烦恼的量子引力问题,《周易》也是知道的,但那得等到物理科学搞清楚后再来解读。丹麦科学家、量子理论重要奠基人尼尔斯&玻尔,据说是一个“八卦控”,他甚至把太极阴阳鱼图案作为自己的logo。《周易》作者周文王如果活到今天,玻尔会不会向诺贝尔奖委员会写推荐信?哪怕什么科普奖也好。 宇宙起源的故事到此结束。我们该谈谈宇宙之死了。不过这个话题怪怪的,因为宇宙的死期远得很,一般而言,科学认为宇宙的寿命将长达10200年,这是一个非常、非常巨大的数字。美国理论物理学家格伦&斯塔克曼在《生与死,在一个不断膨胀的宇宙中》一文说:“没有人把思考宇宙的命运当作自己的终身使命,有很多比这个更急迫的问题,但是对宇宙命运的思考充满了乐趣。”是的,我们想知道,它究竟是将永生,还是有朝一日难免寿终正寝,要死又将怎么个死法? 7宇宙结局A、B剧 宇宙终有一死,要么冻死,要么暴卒。 宇宙大爆炸证明,它是个活物。最朴素的哲学思想告诉我们,任何活物都难免一死。宇宙之死,要看它的膨胀前景。现在,宇宙挟带大爆炸的雷霆万钧之势,不断膨胀,持续膨胀,137亿年了,还毫无倦意。是继续膨胀,还是适当时候消停下来?这决定着宇宙未来的前途命运。每一颗星星、每一座星系都在暗中掂量这个问题。 这个事儿,取决于宇宙物质能量的临界密度,称为“奥米伽值”,科学家方程式里代号Ω。古怪的是,宇宙不知出于什么原因,没有爽快地向人类展示它的Ω数值,宇宙万物的密度究竟是高一点还是低一点,抑或刚刚好,目前看竟然是一件非常微妙的事情。由于有暗物质、暗能量等神秘因素的加入,这个问题到目前为止更加悬而不决。霍金认为:“现在密度非常接近于把坍缩与无限膨胀区分开来的临界密度。如果暴胀理论是正确的,则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统,两方下赌注,以保万无一失。” 于是,宇宙学向大开、大合两个不同方向前进:大开方向——宇宙持续膨胀,信马由缰,宇宙终将大撕裂,进而大冻结。大合方向——宇宙结束膨胀,回归引力,宇宙终将大坍缩,继而或将大反弹。既然霍金两方都下注了,说明都值得关注。下面我们就来看看宇宙的这两种死法。
A结局——冻死:大撕裂、大冻结 这是大开方向的预测,宇宙走向无尽凄惶。 大撕裂(Big Rip)假说认为,Ω值较小,宇宙间物质能量的密度可能低于某个限度,引力不足以维系星体的群居生活。因此,这个宇宙的主题是要分裂、不要团结,它是决心要将膨胀进行到底的。它既然已经炸开了,而且越飞越快、越飞越远,没有证据,也没有道义上的理由表明,它要停下自己的膨胀步伐。宇宙将越来越稀薄。 首先是星系团要离散,这个过程不可逆转。1 500亿年之后,我们的银河系将变成一个寂寞孤岛,银河系之外99.999 99%的星系,将流浪到越来越开阔的宇宙深处,一去无归,渺无踪迹。那时,可能只有区区36个星系构成可见宇宙。 接下来是星系离散,树倒猢狲散,我们的夜空不再繁星点点。再后是恒星及其行星系也要离散,结束它们的家族生活。不过,你要是现在才想起我们的太阳就太晚了,那时它早已衰老死亡多次。 再膨胀下去,宇宙万物每个个体组织也要开始动摇,缓慢而坚定地摧枯拉朽,只剩下一些矮星、中子星、黑洞等老弱病残,面如死灰,了无生气。时间足够长(相当相当长)的话,原子、亚原子粒子这些宇宙基本构件也会被撕裂,宇宙万物将悲催地灰飞烟灭。 然后是大冻结。 大冻结假说与大撕裂假说一脉相承。这个假说基于伟大的热力学三定律,我们顺便学习一下。 第一条定律:物质与能量的总量守恒。爱因斯坦那个著名等式E=mc2,E代表能量,m代表质量,c2代表光速的平方。这个等式的意思是:质量和能量是等价的。它们是同一东西的两种形式:能量是获释的质量,质量是等待获释的能量。就是说,宇宙制造任意一样东西,就有一个与其质量等价的能量存起来了。布莱森的《万物简史》说:“由于c2是个大得不得了的数字,这意味着每个物体里都包含着极其大量——真正极其大量——的能量。你或许觉得自己不大健壮,但是,如果你是个普通个子的成人,你那不起眼的躯体里包含着不少于7&1018焦耳的潜能——爆炸的威力足足抵得上30颗氢弹,要是你知道怎么释放它,而且确实愿意这么做的话。”这样看来,中国气功也是有机会的。科学证明,如果你以光速的平方使出一招如来神掌,真的力大无穷,它的唯一要领就是快。 第二条定律:宇宙中的熵的总量只能永远增加。就是说,一切事物最终必然老化和耗尽。熵,即混乱无序的程度。比如,要点燃一张纸(纸张很光滑)很容易,但要把燃起来的烟(烟很混乱)再恢复为纸则是不可能的。一颗原子弹,可能要爆炸(熵就增加),也可以永远不爆炸(熵不增加)。但是,它爆炸的机会无论多么小,总是高于永远不爆炸,是不是?一旦爆炸,你再也不可能把一朵蘑菇云的能量收集揉捏回一颗原子弹。真要做这个事情,工程量如此之大,我确信没人想去试一试。 第三条定律:没有任何东西可以达到绝对零度。在天文数字系统,绝对零度是一个看起来非常普通的小数字:-273℃。为什么区区这个度数就到头了?对于患了“大数癖”的我们来说有点不适应。其实道理很简单,因为,这世界之所以让人感到有温度,是万物都有能量,分子、原子、电子都在运动。运动越激烈,温度越高。水在零度凝结为冰,冷若冰霜,但别忘了,至少水中的氢氧原子里的电子依然在疯狂飞舞、挥汗如雨。在-273℃,原子电子这些构成世间万物的基本粒子,终于停止活动。还有更慢?讲不讲道理啊,还有比静止更慢的速度吗! 复习一遍。英国科学家兼作家斯诺用一种雅致方法记忆这三条定律:(1) 你不可能赢。也就是说,你不可能无中生有,因为质能守恒。(2) 你不可能不盈不亏。你不可能回到相同的能量状态,因为无序度总是在增大,熵也总是在增大。(3) 你不可能退出比赛。因为绝对零度无法达到。 对宇宙之死来说,最重要的是第二定律,它认为任何过程都必定在宇宙总的无序度(熵)中创造一个净增加值。据此,科学家提出宇宙热寂理论。我们知道太阳在熊熊燃烧,而且我们知道太阳将在50亿年之后,会将全部氢、氦燃料消耗殆尽。当然,所有恒星也都不是长明灯,都将烧成灰炭,全宇宙太空将陷入令人恐惧的无尽黑暗。然后,在足够漫长的时间里,所有物质都要化解为能量,并消散在无边宇宙里。连黑洞这样的死硬东西也要蒸发。最终的最终,宇宙无限接近于绝对的荒凉寒冷、空无一物。这就是热寂,宇宙大冻结。 宇宙热寂时间表如下: (1) 退化时代:从1014年到1040年。星系和恒星停止产生,恒星的温度和光度逐渐下降,直到核燃料完全耗尽,恒星死亡。 (2) 行星和恒星先后开始脱离轨道:年。分手的分手,死亡的死亡,寂寞伤感、冷清凄惨的世界。 (3) 质子衰变:从1036年到1040年。质子也是有生命期的,虽然它们非常非常长寿。全部质子完成衰变后,宇宙中所有物质只能两种形式存在:黑洞或是轻子。海枯石烂?呃,那是太古太古以前的事情啦。这个时候,你早已经无法握紧爱人的手。 (4) 黑洞时代:从1040年到10100年。黑洞通过霍金辐射形式缓慢蒸发。黑洞是死硬分子。它的温度大约比绝对零度高出百万分之几度,当然不到绝对零度。这样它就还有极为缓慢的热辐射。热辐射导致黑洞收缩,收缩又导致内部温度升高,最后导致蒸发殆尽。这样的时代是何等的寂寞难耐,千年老妖都会患上严重的抑郁症。 (5) 黑暗时代:从10100年到10150年。最后的黑洞蒸发完毕,此时宇宙中所有物质衰变为光子和轻子。 (6) 光子时代:10150年以后。全宇宙漂浮着“绝望”二字。 (7) 宇宙达到最低能量状态:101000年及以后。宇宙无限接近于nothing。什么都没有,什么都不会发生。Game is over,干净彻底地over。 前面知道,现在这个热热闹闹的宇宙,平均密度也不过每立方米几个原子。因此,你有理由坚持说,无论多么微弱,总是还有残余东西。但是,别忘了造物主闲着也是闲着,它有足够的时间、空间和耐心,把万物稀释到无穷稀薄。 永久到底是多久,永远到底有多远?不寒而栗。窃不喜欢。 B结局——暴卒:大坍缩、大反弹 这是大合方向的预测,宇宙重归终极暴烈。 大坍缩,又叫大崩坠,亦称大挤压(Big Crunch)。 这个理论估计,Ω值较大,宇宙间物质能量的密度可能高于某个限度,终于有一天,物质的重力将战胜膨胀的张力。这样,膨胀过程发生逆转。星系们、星星们在停止飞散之后,想了一想,觉得前途真的是暗淡孤寂寒冷绝望,于是调头往回。然后是多少亿年、多少亿年,星系与星系渐渐交汇,星星与星星时常碰撞,大星系把小星系扯过去,大星星把小星星扯过去,靠拢、碰撞、挤压、吞噬、熔化。 前面知道,我们这个宇宙其实非常虚胖,坍缩过程可能非常、非常漫长。但无论多么漫长,只要它开始坍缩,就必然不可阻挡,并且必然不断加速。到后来,引力越来越强大,挤压越来越严重。从大尺度的视野看过去,宇宙的一切都在大规模地坍缩。终于,天地大垮塌,你懂得,它们将不可避免地回到奇点。整个宇宙,将熔化成为一小团1016℃的高温高压能量,放进一只高压锅里,也还很富裕。 大反弹顺理成章,更好理解。 我只是不能解释,为什么大坍缩和大反弹是两个假说。科学的意见,坍缩回去不一定就要回到奇点,奇点完全有可能不再爆发,也许咕嘟一下就完事了。按照量子理论的古怪说法,奇点可以从无到有,那么它玩一把从有到无,也是理所当然的事情。 再爆炸是可能的。美国科学家伯卓瓦说,大坍缩,再爆炸,这个宇宙就是一个过程,一个不停重复大爆炸和大坍缩的过程,就像安装了弹簧一样。这样,你无法追问宇宙的终极起源和终极灭亡,因为,它这么忙,你根本没有机会插嘴。 宇宙坍缩到奇点之后,想了一想,决定再来一次。它好像没有理由不这样做,正如它曾经多次这么做。这是货真价实的大轮回。我们不禁产生无限遐想:咱们这个宇宙,是n.x版本啊? 下一次大爆炸——再见! ■ 小结 宇宙之生:137亿年前,横空出世,无涯无疆。 宇宙之死:要么猛烈碰撞毁于烈火,要么黯然离散走向死寂。 人之生死:譬如朝露,去日苦多。
猜你也喜欢
财务密码:
楼主的其他的文章
猜你也喜欢
幻龙九封尽
请选择要设置的颜色:
使用该道具可将帖子置顶到:
时效:6小时
使用该道具可将帖子置顶到:
时效:30分钟
请输入楼层数:
请输入楼层数:
该道具可显示帖子内所有匿名用户,但仅使用者本人能看到:
该道具可将帖子内的匿名发言用户恢复为正常显示昵称,并以红色醒目显示,为匿名终结者,且所有人都可以看到!
幻灵九峰尽
请输入回复置顶区的楼层数:
请输入楼层数:}

我要回帖

更多关于 宇宙大爆炸奇点 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信