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138亿年前的大爆炸创造万物,但无穷小的奇点如何突然爆炸的呢?

宇宙到底是如何起源的?

说实话,在如此广袤的宇宙面前,人类显得太渺小了,以我们的智慧试图揣测宇宙起源这个终极之谜,显得有些“不自量力”。

但作为地球上唯一拥有智慧的物种,人类必须承担起破解各种宇宙终极之谜的责任,不然我们的智慧就是浪费,与咸鱼又有什么区别呢?

根据现代主流科学理论,我们的宇宙起源于138亿年前一次突然爆发,也就是所谓的宇宙爆炸。但是不要对“爆炸”两字有误解,并不是我们通常所说的“爆炸”,严格来讲是突然膨胀。

如果说当宇宙爆炸理论刚提出来时,更多的只是假想猜测的话,如今的宇宙爆炸理论有了更多的证据来支撑。诚然,宇宙爆炸理论并不完美,也有瑕疵,但并不妨碍它是目前最符合逻辑,并且有相当证据支撑的宇宙起源理论。

下面具体讲讲宇宙爆炸理论的来龙去脉。

宇宙起源,放在任何时候都是一个终极之谜,从古至今一直困扰着无数科学家。

比如说大科学家牛顿,虽然提出了著名的万有引力定律,但对于宇宙起源这个谜团始终找不到答案,一直困扰他一生。

按照他的万有引力定律,宇宙万物在引力的作用下应该不断靠拢最终汇聚成一个点,但事实上并非如此,这让牛顿百思不得其解。

时间来到了20世纪,另一位伟大的科学家横空出世,他就是爱因斯坦。爱因斯提出了著名的广义相对论,他发现宇宙并不是稳定个,而是会随着时间流逝发生膨胀。

但是,当时的主流科学界一致认为宇宙是稳恒态的,爱因斯坦的观点与主流观点严重不符。为了协调两者之间的矛盾,爱因斯坦在他的广义相对论场方程中加了一个著名的“宇宙常数”,用符号Λ来表示。

宇宙常数的加入让场方程描述下的宇宙成为静态宇宙,这与符合了当时的主流观点。

不过,爱因斯坦加入的宇宙常数遭到了不少科学家们的反对,比如说勒梅特。

勒梅特认为宇宙常数根本就没有意义,因为它就不是一个定值,同时他还认为宇宙就是膨胀的,而不是稳恒态的。

不管什么观点,都必须建立在证据的基础上。宇宙膨胀的证据又是什么呢?

20世纪20年代,科学家哈勃在观察遥远星系的运动情况时,发现遥远的星系都在加速远离银河系,而且距离越远,远离的速度就越快。

显然,哈勃的发现表明了宇宙空间的确在膨胀,这也是宇宙爆炸理论的第一个有力证据。

而之后随着宇宙微波背景辐射,还有氦元素丰度等,让宇宙爆炸理论更加深入人心。

根据宇宙爆炸理论的描述,我们的宇宙诞生于138亿年前的一场大爆炸,体积无穷小密度温度无限大的奇点突然急剧膨胀,创造出了宇宙万物。

目前来看,宇宙爆炸理论有三个强有力的证据。

第一个就是哈勃红移。哈勃在20世纪20年代发现了遥远星系在加速远离银河系,在远离银河系的过程观察遥远的星系,就会看到红移现象,而且越远的星系,红移现象越明显。

红移现象在宇宙中无处不在。简单讲就是,当光线不断靠近我们时,光的波长就会变短,发生蓝移。反之,当光不断远离我们时,波长就会被拉长,发生红移。

第二证据就是宇宙微波背景辐射。20世纪60年代,天文学家们发现了宇宙微波背景辐射,温度非常低,接近绝对零度。这种辐射其实就是宇宙爆炸后残留的辐射,附近仍旧存在宇宙中。

第三个证据是元素丰度。按照宇宙爆炸理论的诠释,所有的元素都是由轻元素聚变之后形成的。科学家们通过宇宙学模型中计算出了元素丰度,与早期宇宙的元素丰度对比,发现两者完全吻合。

当然,除了以上三个证据,还有其他证据同样支撑着宇宙爆炸理论,比如说宇宙的各向同性,引力波等概念。

由于宇宙爆炸开始之后,就一直在加速膨胀,所以,138亿年后的今天,宇宙的直径远比138亿光年更大。

科学家们计算出的可观测宇宙直径达到了930亿光年,而实际上宇宙爆炸瞬间的奇点至少膨胀到了20多万亿光年的范围,也就是说,宇宙实际上会更大,比可观测宇宙要大得多。

因为宇宙的膨胀速度远超光速,但这并不违反爱因斯坦相对论中的光速限制,因为宇宙在膨胀的过程中并没有传递任何信息。

宇宙的膨胀速度到底有多快呢?可以通过哈勃定律了解一下,公式就是:Vf = Hc x D。其中Hc就是哈勃常数,数值为67.80±0.77(km/s)/Mpc,通过公式发现,宇宙膨胀的速度的确远远超过了光速。

至于体积无穷小的奇点为何突然爆炸,目前没有人知道,或许人类永远也不知道。从目前的人类科学来讲,我们只能认知宇宙爆炸发生一个普朗克时间之后的事情,因为普朗克时间是有意义的最小时间单位,小于普朗克时间的单位是没有意义的。

也就是说,奇点对于我们来讲是没有意义的。但也只是对于目前的我们没有意义,并不是说奇点真的没有意义。

无限致密的奇点竟然没有体积,这本身就不符合人类的物理学体系。所以,肯定存在更高一级的大自然法则来解释奇点的爆炸

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