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66665天前
讲完了上面的这些,现在就来简单的复刻一下宇宙大爆炸的过程。首先大爆炸从一个基点开始,现代的物理学解释不了这个问题,根据广义相对论往回推,你就会得到一个密度无限大,温度无限大的点,所有的物理规律全都失效了。 大爆炸开始的0-10的-43次方秒,简单来说就是0.00......001,1的前面有43个0,从这里开始就进入了普朗克时代。所谓的普朗克时代就是说出现了第一个普朗克单位,这个普朗克单位大家就简单的理解为极限单位就好。 比如说普朗克长度,它就是一个非常非常非常小的长度,大概是1.6乘以10的-33次方厘米,这就是宇宙中最短的长度了,再短就超过了物理学或者说是量子力学的范畴,就失去意义了。所以也可以说从10的-43次方秒开始,这个时候宇宙就被赋予了意义,它赋予的第一个意义是温度,就是普朗克温度。 这样说可能会有点抽象,我告诉大家温度有多高,大家可能会有一点概念,这个时候的温度是116百万亿亿亿开尔文。这么说大家可能还是没有概念,这个温度比粒子对撞机高1000万亿倍,比太阳中心的温度高10亿亿亿倍。这个时候的宇宙就是这么一个不会发光,但是绝对高温的小球。 接下来时间来到了10的-32次方秒,这个时候宇宙扩大到了10的26次方倍,而温度从10的27次方开尔文降低到了10的22次方开尔文。现在时间来到了10的-12次方秒,宇宙进入了电弱时代,那个时候的大小根据测算半径是300光秒,就是说从宇宙的中心走到边边上,光只要走五分钟就到了。 这个距离大概是多远?大概是地球到月球距离的234倍,所以其实以人类的视角来看已经是非常非常远了。然后宇宙继续膨胀,时间来到了一秒钟,宇宙已经膨胀到了半径10光年,这个时候它的膨胀速度还是要比光速快的多。 就这样过了37万年,宇宙一边膨胀一边冷却,但那个时候温度还是很高,原子核抓不住电子,所以即便有了光子,宇宙里面还是什么都看不见,所以应该是灰蒙蒙的一片。在37万年以后,原子核第一次抓住了电子,宇宙就开始变得透明了。这个时候的宇宙半径大约是4200万光年,也就是在这个时候产生了宇宙微波背景辐射。 很多观众都知道,这个就是经常说的电视机上的雪花屏,但其实电视机上看到的那部分大概只有很少很少的宇宙背景辐射,大多数雪花还是来自于地球的磁场。其实宇宙背景辐射就是看到的最早的宇宙了,因为再往前宇宙里的任何东西都是不透明的。 接下来宇宙又经
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66661周前
果宇宙没有边缘,它还能是有限的吗?日常里有限总让人想到某种界限,操场馅饼手机电量。可在宇宙里,有限与无限的概念要微妙得多,而无限也不必意味着永远越界。宇宙可能以一种难以想象的方式,体积有限,却没有可抵达的尽头。我们对大爆炸发生地点的理解,关键是区分大小与边界。一个对象可以是有限且无边的,地球表面就是绝佳例子,面积有限,但你直线行走不会掉下去,因为它会自恰的回绕地球的2D表面,嵌在3D空间里。想象宇宙是它的3D版本,但不嵌在更大空间中。数学与物理中,这类无边但有限的结构称为闭合流形。最简单的例子之一是三维环冕,朝任意方向走直线,最终会回到起点,没有墙这像老式游戏,左边进屏,右边出屏。我们的宇宙就是这样吗?有可能但尚无定论。Planck需寻找CMB中可能的重复拼接,某些图案会神秘对齐,目前没有确证。这意味着即便宇宙是闭合的,也大于我们的可见宇宙,从我们的视角几乎与无限难以区分。可观测宇宙不等于全部宇宙,它只是光来得及抵达的那一球壳,约向各个方向460亿光年。宇宙或继续平直,或弯曲或有限,或无限我们尚未知。若宇宙是有限而闭合的,他不是在空屋里爆开,而是在一个自洽的小空间里整体伸展,并无中央点,只有一个随时间增长的尺度因子。曲率上有限,但平直也能有限,如3-torus几何,平直拓扑卷绕形成有限。不只有几何,这对模型有深远影响。若空间有限并回绕,光子粒子甚至引力波,可能多次环形,在天图上留下重复印记或相关对齐,目前尚无铁证。哲学与科学上,有限宇宙对物质能量总量,乃至文明可能的最大数目,都会加上上限。即使宇宙有限,也永远到不了尽头,这改变了我们在宇宙中的位置感。无边即无心,大爆炸在这整个小宇宙中处处发生。 可观测宇宙并非全部宇宙,它只是真相的一小部分。可观测宇宙是我们今天能看到的一切,恒星星系星云类星体,向各项延伸约460亿光年。这只意味着我们视线的几何中心,不代表宇宙的中心。我们为何有天花板,因为宇宙年龄约138亿年,而且自发光以来,那些光源现在距离我们远大于138亿光年,世界落在约460亿光年。但每个观察者都有自己的可观测球泡,若你在10亿光年外的星系,它的可观测宇宙以它为中心,包含我们看不到的区域。所有观察者都有自己的可观测宇宙,像更大泡沫里的重叠小泡,这正契合宇宙学原理。可观测宇宙不是存在的边界,地平线之外,可能繁盛着星系暗物质与奇异现象,他们的光来不及抵达我们。更糟的
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