无中生有我的世界 你认为宇宙是怎样「无中生有」的?科学家这样说
对于宇宙的起源和大爆炸的初始条件会是什么样子,那个奇点到底是什么样子的?仍然有足够多的想象空间。所有东西都从一个小小的宇宙蛋里飞出来,这是个激动人心的想法,但这个想法并不是一个与我们今天看到的宇宙很明显相符的理论。
对于像我们普普通通的观测者来说,最明显的问题是,宇宙实在太大了,大到简直不可能容纳到一个小小的“超级原子”之中。虽然原子大多数空间是空的,但你不可能把所有东西无限制地越挤越紧。这个问题可以说是个终极问题,但科学家也给出了一些猜想。这里我用猜想表述,是因为关于宇宙的起源性问题真的是无法被证实,你不能说他错也不能说他对。宇宙是怎样无中生有的?一起来看看吧。
我们知道,就算是太阳这样的小天体(以宇宙标准来看),对于物质能够被压缩到多紧密,也存在一个极限。宇宙学家又凭什么设想,能够把宇宙中的所有物质压到一个小点之中呢?要知道,宇宙至少包含了1000亿个星系,而每个星系就平均而言,或许又包含了1000亿颗恒星!因此,人们提出了另一种关于宇宙种子的观点,认为宇宙确实始于一个小点,一个实际大小为零的点。
为了绕开把所有东西压入一个狭小空间的难题,天体物理学家采用了一个狡猾的计策。他们根本就没打算把所有东西都压在一起,而是做了一个看上去很像是作弊的假设,这让他们有理由提出宇宙最初几乎不包含任何物质。他们之所以能够实施这个巧妙手法,完成看起来像是无中生有的壮举,还要多亏了一种看待引力的奇怪方式。
引力和物质能量抵消平衡你可以把引力看成一种负能量。如果这是可行的,那么宇宙中的所有引力就可以拿来抵消大部分物质。如果你把物质仅仅看成是一种正能量(爱因斯坦告诉我们E=mc,即物质和能量可以相互转化),那么你就可以设想物质能够无中生有,因为引力的负能量可以与物质正能量抵消,保持平衡。
大爆炸理论初期遇到的难题—暴胀理论的由来
宇宙为何如此均匀如何无中生有凭空产生出宇宙中的所有物质,这并不是大爆炸理论诞生初期所面临的唯一难题。另一个难题是,宇宙整体上太过均匀了。宇宙中各处的温度相差不大,而且在大尺度上,物质也几平均匀地分布在宇宙之中。
想要做到如此均匀,宇宙中不同的区域就必须彼此交流:要么是直接接触,要么就是让信息能够从一处传到另一处,产生出这样的相似性。然而,宇宙实在是太大了,就算耗尽它的一生,让宇宙均匀起来的平滑过程也来不及完成——至少,如果宇宙过去的膨胀方式跟今天一样,它就不应该如此均匀才对。
