大爆炸前存在什么?

由:罗伯特·兰姆Patrick j . Kiger|

大爆炸图解"width=
在开始之前发生了什么?Xuanyu汉/盖蒂图片社

很难想象一个时间,大约137亿年前,整个宇宙作为一个奇点.根据大爆炸理论宇宙中所有的物质——所有空间本身——都以比亚原子粒子更小的形式存在[来源:].

一旦你思考这个问题,一个更困难的问题就出现了:在大爆炸发生之前存在着什么?

广告

这个问题本身比现代宇宙学早了至少1600年。四世纪的神学家圣奥古斯丁曾苦苦思索在上帝创造宇宙之前存在什么问题。他的结论是,圣经中的短语“开始”暗示上帝以前什么都没有创造。此外,奥古斯丁认为,世界不是上帝在某个特定的时间创造的,而是那个时间和宇宙是同时被创造的[来源:维拉诺瓦大学].

在20世纪初,阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论中得出了非常相似的结论。只要考虑质量对时间的影响。一颗行星的巨大质量会扭曲时间——对人类来说,时间跑得稍微慢一点地球的表面比卫星在轨道上。差别很小,很难察觉,但站在大石头旁边的人时间跑得比一个人独自站在田野里的人还要慢。【来源:Redd计划].

根据爱因斯坦的研究成果,比利时宇宙学家Rev. Georges Lemaître在1927年发表了一篇论文,提出宇宙从一个奇点开始,大爆炸导致了它的膨胀[来源:救主和泰森].

根据爱因斯坦的相对论,时间只是在原始奇点向当前大小和形状扩展时才产生的。

情况下关闭?远非如此。这是一个不会永远消失的宇宙难题。在爱因斯坦去世后的几十年里,量子物理学和许多新理论的出现,使关于大爆炸前宇宙的问题重新出现。继续阅读,了解其中的一些。

广告

我们的宇宙是从前一个宇宙中冒出来的吗?

宇宙微波背景辐射"width=
这张图显示了宇宙微波背景——由普朗克轨道天文台收集的宇宙大爆炸遗留下来的辐射。欧洲航天局和普朗克合作组织

这里有一个想法:如果我们的宇宙只是另一个更古老的宇宙的后代呢?一些天体物理学家推测,这个故事是写在遗迹辐射留下的大爆炸:宇宙微波背景(招商银行)。

天文学家第一次观测到CMB是在1965年,它很快就给大爆炸理论带来了问题——这些问题后来在1981年被解决了(一段时间)通货膨胀理论.这个理论要求宇宙在它存在的最初几分钟内极度迅速地膨胀。它也解释了宇宙微波背景中的温度和密度波动,但规定了这些波动应该是均匀的。

广告

事实并非如此。最近的测绘工作实际上表明,宇宙是不平衡的,某些区域的波动比其他区域更大。一些宇宙学家认为,用加州理工学院研究员Adrienne Erickcek的话来说,这是我们的宇宙从母宇宙“冒泡”出来的有力证据。Lintott]

混乱的通货膨胀理论在美国,这个概念甚至更深入:一个无休止的膨胀泡沫,每一个都成为一个宇宙,每一个都在不可估量的范围内产生更多的膨胀泡沫多元宇宙【来源:琼斯].

还有一些模型是围绕大爆炸前奇点本身的形成而建立的。如果你想到黑洞作为宇宙垃圾压缩器,它们是所有原始压缩的主要候选者,所以从理论上讲,我们不断膨胀的宇宙可能是另一个宇宙的黑洞输出的白洞。一个白洞黑洞是一个假设的物体,它的作用方式与黑洞相反,释放出大量的能量和物质,而不是吸收它们。把它想象成一个宇宙排气阀。一些科学家提出,我们的宇宙可能是在一个黑洞中诞生的,而我们宇宙中的每个黑洞也可能包含各自的宇宙[来源:].

但一些科学家认为宇宙不是由大爆炸开始的,而是由大弹跳开始的。

广告

在大弹跳

很久以前,印度的中世纪宗教哲学家教导说,宇宙经历了一个无限的创造和毁灭的循环,在这个循环中,它从一个无差别的质量演变到我们周围看到的复杂的现实,然后毁灭自己,重新开始[来源:戴维斯].

一些当代科学家得出了一个惊人的相似之处。他们认为与其大爆炸在美国,宇宙在一个循环中膨胀和收缩,每当它收缩到一定大小时,就会反弹回来。在大反弹理论在美国,每个周期开始于一个小而平滑的宇宙,它不会像奇点那么小。随着时间的推移,它会逐渐扩大,变得更加块状和扭曲。最终,它会到达一个点,在那里它会开始坍塌,并逐渐变得平滑,因为它会收缩到起始点的大小。然后,循环将重新开始[来源:Wolchover].

广告

为了让大弹跳理论发挥作用,它必须找到一种方法来绕过英国物理学家罗杰·彭罗斯和斯蒂芬·霍金这一理论认为,一个收缩的宇宙会一直收缩到一个奇点,就像一个巨大的垂死的恒星最终会凝结成一个黑洞一样。为了做到这一点,大弹跳模型依赖于负能量抵消重力和逆转坍缩的想法,这样宇宙和时空就会一次又一次地被分开[来源:Wolchover].

这些收缩和膨胀的周期大约每一万亿年重复一次[来源:泰勒].

大弹跳将背离自圣奥古斯丁以来西方文明对现实的看法,因为它承认时间实际上在我们所知的宇宙之前就存在了。

但无论是大爆炸还是大弹跳,在我们现在的宇宙之前存在什么仍然是一个悬而未决的问题。也许什么都没有。也许是另一个宇宙,或者是我们自己的另一个版本。也许是宇宙的海洋,每个宇宙都有一套不同的定律决定着它的物理现实。

探索下一页的链接来解决其他崇高的宇宙学问题。

广告

发布日期:2019年1月7日

更多的信息

相关文章

更大的链接

  • 阿特金森,南希。"思考宇宙大爆炸前的时间"今天的宇宙。2008年6月13日。(2018年11月12日)http://www.universetoday.com/2008/06/13/thinking-about-time-before-the-big-bang/
  • 布瑞特,罗伯特·罗伊。“‘膜风暴’挑战了生活大爆炸的一部分。”Space.com。2001年4月18日。(2010.4.28) http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/bigbang_alternative_010413-1.html
  • 崔查尔斯问。“我们的宇宙诞生于一个黑洞,理论说。”Space.com。2010年4月27日。(2018年11月12日)https://www.space.com/8293-universe-born-black-hole-theory.html
  • 戴维斯,保罗。“大爆炸之前发生了什么?”信仰。2001年1月。(2018年11月12日)https://www.beliefnet.com/news/science-religion/2001/01/what-happened-before-the-big-bang.aspx
  • 戴维斯,理查德·H。《中世纪印度的Śiva崇拜:振荡宇宙中的仪式》Ntilal Banarsidass出版社。(2018年11月12日)http://bit.ly/2qJ8cbF
  • 琼斯,安德鲁·齐默尔曼。"暴涨理论的描述与起源"ThoughtCo。2012年12月3日。(2018年11月12日)https://www.thoughtco.com/what-is-inflation-theory-2698852
  • Lintott,克里斯。“大爆炸之前的时间暗示。”BBC新闻。2008年6月6日。(2018年11月12日)http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7440217.stm
  • Marquit,米兰达。《弦理论背后的膜》Physorg.com。10月2日,2006年。(2018年11月12日)http://www.physorg.com/news79009171.html
  • 莫斯科维茨,克拉拉。《大爆炸前的一瞥》Space.com。2009年1月13日。(2018年11月12日)https://www.space.com/6303-glimpse-big-bang.html
  • 101年美国航空航天局宇宙。“什么是通胀理论?”2010年4月16日。(2018年11月12日)http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo_infl.html
  • 101年美国航空航天局宇宙。《宇宙大爆炸的测试:宇宙微波背景辐射》2010年4月16日。(2018年11月12日)http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_tests_cmb.html
  • Overbye,丹尼斯。“在大爆炸之前,有……什么?”《纽约时报》。2001年5月22日。(2018年11月12日)https://www.nytimes.com/2001/05/22/science/before-the-big-bang-there-was-what.html
  • 探索问题:大爆炸前发生了什么2006年8月3日。(2018年11月12日)http://www.physorg.com/news73844848.html
  • Redd,诺拉•泰勒。“爱因斯坦的广义相对论。”Space.com。2017年11月7日。(2018年11月12日)https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html
  • 索特、史蒂文、泰森、尼尔·德格拉斯(编辑)。”简介:Georges Lemaître,宇宙大爆炸之父。”摘自《宇宙视野:前沿天文学》。新出版社。2000年。(2018年11月12日)https://www.amnh.org/explore/resource-collections/cosmic-horizons/profile-georges-lemaitre-father-of-the-big-bang
  • Stephey, M.J.“大爆炸之前有什么?”时间。2009年8月13日。(2018年11月12日)http://www.time.com/time/health/article/0,8599,1916055,00.html
  • 泰勒,希瑟。“大弹跳理论:它是什么?”Astronotes。2017年2月10日。(2018年11月12日)http://www.armaghplanet.com/blog/the-big-bounce-theory-what-is-it.html
  • 科学日报。“宇宙提供‘永恒的盛宴’,宇宙学家说。”2007年2月22日。(2018年11月12日)http://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070221093222.htm
  • 比,依然。“每个黑洞都包含另一个宇宙?”国家地理。2010年4月9日。(2010.4.28) http://news.nationalgeographic.com/news/2010/04/100409-black-holes-alternate-universe-multiverse-einstein-wormholes/
  • 维拉诺瓦大学。"圣奥古斯丁与宇宙学"Villanova.edu。(2018年11月12日)https://www1.villanova.edu/villanova/artsci/anthro/Previous_Lectures/sustain/AugustineCosmology0.html
  • 墙,迈克。《大爆炸:宇宙诞生时究竟发生了什么?》Space.com。2011年10月21日。(2018年11月12日)https://www.space.com/13347-big-bang-origins-universe-birth.html
  • Wolchover,娜塔莉。《宇宙是如何反弹的》广达电脑。2018年1月31日。(2018年11月12日)https://www.quantamagazine.org/big-bounce-models-reignite-big-bang-debate-20180131/

游戏

广告

加载……