你有没有想过在宇宙诞生之前是什么样子?根据现代宇宙学中最前沿的大爆炸理论,我们的宇宙起源于大约一百三十八亿年前一场奇点大爆炸,并在此后不断膨胀,最终形成了如今的广阔空间和宇宙万物。也就是说,大爆炸标志着时间的起点,是所有一切的开始。而在宇宙诞生之前,所有的空间、时间、能量以及物质都被压缩在一个密度无限大的初始奇点之中。所谓的“爆炸”其实只是一种比喻,指的是从奇点开始的宇宙演化过程。 在大爆炸后的一瞬间,也就是10的-35秒至10的-33秒之间,宇宙的尺度突然增大了一百亿亿亿倍,相当于从一粒尘埃瞬间变成十个银河系这么大。这种超光速的急剧膨胀过程称为“暴胀”,它为后续一切的形成奠定了基础。 在大爆炸后的1秒,宇宙是一团炽热、不透明的粒子汤。随后的几分钟内,第一批化学元素在称为原初核合成的过程中形成。早期宇宙的温度极高且密度极大,在这种高温下还无法形成稳定的原子,光子不断被自由电子散射,导致它无法传播很远,以至于在最初的几十万年里,宇宙基本上处于“迷雾笼罩”的不透明状态。 随着膨胀的持续,宇宙会逐渐冷却,到大爆炸后38万年左右,宇宙的温度降至足以让电子与原子核结合,形成中性原子。这一时期被称为“原子时代”,一切都在被彻底改变。由于电子被束缚在原子内,光子第一次能够在空间中自由传播,原本的“迷雾”消散了,光芒开始在宇宙中闪耀。这些古老的光芒至今仍然以微弱的辐射形式存在宇宙之中,它们遍布整个宇宙的各个方向,经过数十亿年的膨胀,其波长被拉伸到微波范围,所以被称为“宇宙微波背景辐射”,简称CMB。它相当于早期宇宙的照片,通过观测这种背景辐射,我们就能看到宇宙在38万年时的样子。相对于如今的138亿年来说,那就是宇宙的婴儿时期,可以说CMB是宇宙大爆炸遗留下来的余温,是我们能观测到的最古老的光。 从20世纪60年代被发现以来,科学家利用卫星和望远镜对CMB进行了越来越精细的测量,它承载着非常丰富的信息。例如其中微小温差形成的斑点图案便是形成如今庞大宇宙网的原始种子。图案中那些密度稍大的区域在引力作用下坍缩,最终形成了星系和星系团。事实上,CMB就像宇宙结构的“蓝图”,展示了原始物质分布的状态,让我们了解了宇宙的组成和形状。 通过数十年的研究表明,构成恒星、行星以及我们自身的“普通物质”,仅占宇宙总质量的5%左右,其余部分则是68%的暗能量和27%的暗物质。值得注意的是,新
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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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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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