科学|大爆炸前发生了什么？
文章图片
文章图片
在人类出现以前 ， 恐龙漫步于地球上；在地球形成以前 ， 它只是一大团由气体和尘埃构成的星云 ， 漂浮于宇宙中 。而在宇宙诞生以前……这是一个耗费科学家们大量心血的问题 。虽然我们不知道在孕育宇宙的大爆炸之前发生了什么 ， 但科学界最具智慧的科学家们已提出诸多引人注目的理论 。
图源：nasachina
时间诞生之前的时间
尽管科学家们的观点有分歧 ， 有时甚至相去甚远 ， 但他们基本都同意 ， 至少大爆炸是真实发生过的 。大爆炸理论认为 ， 宇宙起源于一个具有无限引力和无限密度的点 ， 即奇点 。之后 ， 在远小于万亿分之一秒内 ， 奇点爆炸 ， 其体积以快于光速的速度成倍增长 ， 这种现象被科学家们称为暴胀 。（通常 ， 任何事物的移动速度都赶不上光速 ， 但这是空间本身的爆炸 ， 因此可以违背定律 。）
文章图片
文章图片
图源：bilibili
就这样 ， 大爆炸发生了 ， 引发连锁反应 ， 于是有了现在的你 。但我们关注的是在大爆炸之前发生的一切 。究竟是什么创造了奇点？一个能长久立足的解释应当解决科学家们困惑已久的几个问题 。其中最权威的解释是什么？即宇宙具有极低的熵 。熵是用来形容混乱程度的术语 。比如 ， 冰块的熵很低 ， 因为其中的水分子有序排列 。一旦冰块融化 ， 这些水分子也就无法自发重构为冰块 。一切事物都朝着无序的方向发展 ， 这种发展是不可逆的 。但倘若如此 ， 宇宙应当分布着杂乱无章的亚原子颗粒 。原子是如何形成分子的？由气体和尘埃组成的星云又如何构成恒星、行星和星系？唯一的解释便是宇宙在初生时的熵比现在的低 。但是如何演变的？
文章图片
文章图片
图源：pixabay
主流理论
以下是几种关于大爆炸之前发生了什么的主流理论 。
一个更古老的宇宙坍缩形成奇点 ， 奇点产生了现在的宇宙 。这一观点称为大反弹理论 ， 由普林斯顿大学的研究员罗伯特·迪克（Robert Dicke）和詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）在20世纪六十年代率先提出 。该观点的部分支持者认为 ， 宇宙无边无际 ， 且处于坍缩与爆炸的循环之中 ， 永无止息（这意味着我们只能坐等下一次坍缩） 。该观点的批评者认为 ， 熵定律使宇宙无法坍缩为一个奇点后重新爆炸 ， 而支持者也承认 ， 需要引入新的物理定律才解释得通 。但如我们所见 ， 许多有关大爆炸前的理论都是如此 。
文章图片
文章图片
图源：sohu
宇宙在受某种力量驱动之前 ， 一直处于休眠状态 。这一观点认为 ， 大爆炸前的宇宙是一个渺小、扁平且高压的空间 ， 这个空间是相对稳定或稳定的 ， 直到其发现了一种更稳定的状态——如同用纸牌搭建的房子可能永远岿然不动 ， 直到一阵微风穿透它 。在某一时刻 ， “微风”的确穿过这一空间 。于是空间失去亚稳状态 ， 并暴胀成为我们所知的宇宙 。这一理论没有打破熵定律 ， 但同样没有解释当前宇宙的熵问题 。
文章图片
文章图片
推荐阅读
- 科学|科学家偶然发现以金属为食的新品种细菌
- 写作|暑期福利：天学网《趣写作》上线，科学提升英语写作能力
- 科学|东方红一号鲜为人知的故事：将继续在轨运行50年
- 科学,探月|转存！登月的8个知识点
- 行业互联网|让青少年爱上科学 核桃编程AI人机双师模式受关注
- 新华社新闻|美媒：科学家提出新方法，或能确定“第九行星”性质
- 科学|大揭秘：谷神星的白色亮斑是盐，而不是冰或者外星人
- 科学|如果欧洲核子研究中心发现了一种新的粒子，这意味着什么呢？
- 科学|登月50余载 三大谜团仍待解：起源、磁场、地月距离
- 科学|天文学家发现宇宙“南极墙” 跨越 14 亿光年！