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66662周前
你身体里有一个比地球还古老的东西,它在46亿年前地球诞生之前就存在了,在太阳燃烧之前就存在了,甚至在银河系形成之前就存在了,它就是你血液里的氢原子。这些原子是138亿年前宇宙大爆炸后头3分钟被创造出来的,换句话说,你身体的一部分比所有恒星都要老。 但这里有一个让物理学家睡不着觉的问题,这些原子包括整个宇宙是从哪来的?答案会让你头皮发麻,他们来自"无",不是空旷,不是黑暗,而是连空和黑都不存在的绝对虚无。没有空间,没有时间,没有物质,甚至连没有本身都没有。 你现在闭上眼想象的那个漆黑画面,不好意思,那已经是有了,真正的无是人类大脑的禁区,想一秒就会宕机。但最诡异的事情来了,就是这个彻底的绝对的不可想象的"无",在某个根本不存在的瞬间,自己把自己炸了。没有导火索,没有外力,没有任何原因。 物理学家算出了一个让人脊背发凉的结论,无是不稳定的,它会自发的变成有,这意味着什么?意味着宇宙的诞生不是奇迹,而是必然。为什么无是不稳定的?这里面藏着一个你可能从没听过的物理学原理。 • 先教你一个概念海森堡不确定性原理,名字很吓人,但原理很简单。在微观世界里,你不可能同时精确知道一个粒子的位置和速度,你越想锁定它在哪,就越不知道它往哪跑,你越想知道它多快,就越找不到它在哪。这不是仪器不够精密的问题,这是宇宙的底层规则。就像你追踪一只蚊子,你要么能看清它在哪,要么能感觉它飞多快,但你不可能两个同时知道,得很精确。 • 记住这个原理,接下来的内容会让你恍然大悟。这个原理还有一个推论,你也不可能同时精确知道一个地方的能量和时间,这意味着什么?意味着如果时间足够短,能量可以凭空出现,不是变魔术,是物理定律允许的。只要这个能量存在的时间足够短,短到宇宙还来不及发现它违规了,它就可以合法存在。就像你从银行账户里偷偷转出100万,但在银行系统刷新之前又转回去了,账面上看,你从没动过这笔钱。这就是科学家说的量子涨落。 • 这怎么理解?你看过电影吧,电影是一帧一帧画面组成的,第一帧之前不是黑屏,是没有这部电影,你不能问第一帧之前演了什么,因为那就是起点,再往前没有内容了。宇宙的大爆炸就是时间的第一帧,问第一帧之前就像问一的前面是几,如果规定一就是起点,就没有前面。霍金用了一个更妙的比方,问宇宙之前是什么,就像站在南极点问再往南是哪,南极就是最南端了,再往南南这个方向就消失了。时间的起点就是宇宙的
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66661周前
们的宇宙是如何诞生的 如果这个问题难以回答 那换个角度 宇宙诞生之前是什么样子 当科学家们在探寻 这个史上最难问题的答案时 让我们一起来看 他们目前得出了哪些结论 20世纪 我们终于揭开了这个谜团的一角 这都要归功于一个人艾德文哈伯 某天在加利福尼亚州南部的威尔逊山 他将望远镜对准天空 发现那些四处飘散的不规则气体云 其实是其他星系 而且数量众多 他还发现了另一个改变世界的事实 这些星系都在运动 你可能会问 这有什么大不了的 但这意味着一个至关重要的结论 宇宙正在膨胀 如果宇宙在膨胀 那它很可能在某个地方有一个起点 现在我们只需让时间倒流 就能找到这个起点 科学家们又花了许多年 才提出一个完整的理论大爆炸理论 其核心内容是 曾经没有任何事物存在于任何地方 因为那时既没有时间 你明白了吗 其实并非完全如此 当时存在着一种东西 所谓的宇宙起点 这是宇宙的一种状态 宇宙极其微小 密度极大 且温度极高 想象一下 如果把我们的宇宙压缩成一个小球 其内部的压力和温度将是巨大的 到了某个临界点 他再也无法承受这种极端状态 大爆炸便发生了 这是一场能量与物质的爆发 创造了我们现在所见的一切 时间空间基本物理力 同时也将夸克散播到各处 这些构成我们世界的微小粒子 全都在一锅极其炽热的宇宙浓汤中 沸腾当宇宙冷却下来 引力开始将他们相互吸引 他们逐渐聚集 形成原子 再形成分子 进而构成了宇宙中最初的天体恒星 而这一切就发生在大约120-140亿年前 好了 现在我们知道了宇宙是如何形成的 但它诞生之前是什么 宇宙学家艾伦哈维古斯 毕生都在致力于解开这个谜团 古斯发现了其中的一些缺陷 例如宇宙中物质的分布非常均匀 但从理论上来说 这不应该是这样的 我们可以做一个类比 把一个装满颜料的气球挂在天花板上 在地板上铺上一块白色画布 如果我们把气球扔下来 它会爆裂 画布上会呈现出一片混乱 一堆随机散落的斑点 没有两个是相同的 但宇宙的实际情况并非如此 与其从天花板上扔一个彩色气球 不如在画布上画一个小小的红点 并用逐帧拍摄的方式记录下来 一个圆圈在各个方向上逐渐变大 这才是宇宙的真实情况 早期的宇宙非常均匀 比例协调 这就是古斯的发现爆炸理论 该理论认为 在大爆炸之前存在着某种力量 他能给大爆炸提供强大的加速度 一种能够瞬间 且均匀的分布宇宙中所有物质的力量 古斯的理论大获成功 现在大多数科学家都
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66661月前
一个问题让爱因斯坦临死前三天睡不着觉,宇宙诞生之前是什么?他在病床上写下一句话,然后立刻撕碎扔进马桶。护士偷偷拼起来发现上面只有六个字:时间根本不存在。 更恐怖的是霍金晚年说:如果你能理解宇宙诞生前一秒的状态,你的大脑会当场崩溃。因为那一秒里没有空间、没有时间、没有物质,甚至连虚无本身都不存在。这不是哲学,而是物理学家用数学证明的。宇宙大爆炸奇点处所有方程全部失效,就像你的手机突然显示1除以0。 NASA有份绝密报告说:人类永远永远无法理解创世那一刻,因为我们的思维本身本身就是宇宙的产物。你用宇宙内部的规则去理解宇宙外部,就像让鱼去描述沙漠。但更让科学家崩溃的是,当他们试图定义"无"这个概念时,发现人类语言根本无法描述它。你说你口袋里什么都没有,但口袋还在,空气还在,空间还在,你的"无"其实充满了"有"。 2023年普林斯顿高等研究院做了个实验,让50位顶尖物理学家用一句话描述宇宙诞生前的状态,结果没有任何两个人的答案是相同的。其中12个人直接放弃回答,因为他们说任何描述都是在撒谎。 真正的"无"是什么?不是黑暗,因为黑暗需要空间来承载;不是空虚,因为空虚需要边界来定义;不是静止,因为静止需要时间来衡量。那是一种连"不存在"这个概念本身都不存在的状态。就像你试图想象一个四维物体,你的大脑会自动把它降维成三维来理解。当你试图想象"绝对虚无"时,你的思维会偷偷给它加上一个黑色的背景,但那个背景本身就已经是"存在"了。 1927年比利时天文学家勒梅特提出了一个疯狂的想法:宇宙有个开始。当时整个科学界都嘲笑他,爱因斯坦甚至当面说你的数学是对的,但你的物理学糟糕透了。为什么?因为承认宇宙有开始就意味着承认在那之前什么都没有,这违背了2000年来"无中不能生有"的铁律。 但1929年哈勃用望远镜观测到一个震撼的现象:所有星系都在远离我们,而且距离越远速度越快。这意味着什么?如果你把这个过程倒放,所有物质都会聚集到一个点,一个密度无限大、温度无限高、体积无限小的点。科学家给它起了个名字:奇点。但这个奇点的存在彻底摧毁了物理学的根基。 在那个点,广义相对论说引力会把一切撕碎,量子力学说不确定性会让一切混乱,两个理论同时失效,就像两个顶尖高手打到最后同时倒地。更诡异的是,奇点不是在空间中的某个位置,而是空间本身的起点。它不是在时间线上的某个瞬间,而是时间的起点。这意味着
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66662周前
1970年代,两个大神级的物理学家霍金和彭罗斯专门研究了这个问题。他们证明了如果把宇宙的历史往回推,最终必然会推到一个奇点。在那里,我们熟悉的空间和时间全都挤成一团,根本没法用正常的语言描述。 那奇点之前是什么?这个问题可能本身就是个陷阱。根据爱因斯坦的理论,时间和空间是一体的,叫时空。如果时空是从大爆炸开始的,那在大爆炸之前就没有之前这回事,因为那时候连时间都不存在。 霍金打过一个特别妙的比方,问大爆炸之前是什么就像问北极以北是什么?当你站在北极点上,往哪个方向走都是南,再往北没有了,那概念在这没意义。大爆炸就是时间的北极,之前这个词在这根本用不上。 不过话说回来,也有人提出过其他可能。比如有人说我们这个宇宙可能是从另一个宇宙弹出来的,有人说它是从量子涨落中自发产生的。这些想法目前都还是猜测,因为在奇点面前,我们现有的物理学全都抓瞎。 说到霍金,顺便提一嘴他研究的另一个东西:黑洞。黑洞和大爆炸奇点其实是亲戚,都是时空被极度扭曲的地方。霍金发现黑洞并不是完全黑的,它会慢慢往外吐辐射,这叫霍金辐射。这意味着黑洞会慢慢蒸发,最终消失。通过研究黑洞这种活化石,科学家们希望能反推出大爆炸奇点的秘密。 现在我们来回答核心问题:宇宙怎么可能从虚无中蹦出来?还记得前面说的量子涨落吗?真空里会自发冒出粒子对,然后又消失。通常这些粒子存在的时间极短,没什么大影响。但有一个疯狂的想法是,如果有一次涨落特别剧烈,剧烈到产生的东西没有消失,而是一直膨胀下去呢? 按照这个思路,宇宙不需要一个原因,它可以从量子真空中自发蹦出来,就像那些虚粒子一样。只不过这次它没有消失,反而越膨胀越大,变成了我们今天看到的这个庞然大物。这意味着虚无并不是我们想象的那种干干净净什么都没,它更像是一锅沸腾的水,表面不断冒泡。大多数泡泡一冒出来就破了,但偶尔有一个泡泡越吹越大,变成了一整个宇宙。我们可能就住在一个特别幸运的泡泡里。 宇宙诞生之后紧接着发生了一件更疯狂的事:暴涨。这不是普通的膨胀,是爆炸。在大爆炸后极短的一瞬间,短到什么程度?一秒的一万亿亿亿亿分之一,宇宙的尺寸暴增了至少一亿亿亿倍。打个比方,就像一个原子突然膨胀到比银河系还大,而且整个过程发生在你打一个喷嚏的时间的一万亿亿分之一。 1980年,物理学家阿兰古斯提出了这个理论。他为什么要搞这么个疯狂的想法?因为大爆炸理论虽然大体上对,但有几个解释不通的地
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