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物理学有个禁区,所有教科书都不敢写清楚宇宙大爆炸之前是什么?答案是没有之前,因为时间本身也是大爆炸炸出来的。那炸它的东西从哪来?这个问题让爱因斯坦沉默,让霍金困惑终生。 地球上的规矩大家都懂,想造点什么总得有原材料。可宇宙大爆炸时,催生它的原材料从哪来? 聊宇宙诞生可先从它的“葬礼”谈起。关于宇宙终结的理论,如大撕裂、大坍缩、大冻结,结局都指向宇宙毁灭:最后一颗恒星燃尽熄灭,宇宙变成漆黑虚无之地;巨型黑洞吞噬残存物质后也蒸发消散;空间持续膨胀,一切变得稀薄到无法相互作用,宇宙活动彻底停止。 但有些专家从这幅末日图景中得出不同结论:这不是结束,而是另一个宇宙的开始。有人坚信,正是这样黑暗、冰冷、空无一物的状态孕育出了大爆炸,宇宙的葬礼就是它的产房。 深入这个假设前,得先弄清最初的物质是怎么出现的。大爆炸刚发生时,原子、分子压根不存在,那时宇宙太热,稳定的东西都形成不了。第一批原子是宇宙冷却后从更简单的粒子形成的,这些粒子后来在恒星里融合成更重的元素。但东西怎么从无中诞生,这解释不了。 把时间往回拨,宇宙历史上第一批长寿的物质粒子是质子和中子,它们组成原子核。通常认为它们在大爆炸后立刻形成,但在那之前,严格意义上的物质根本不存在。好在物理学能让我们把时间线再往前追溯一点点,到稳定物质诞生之前。 在物理学里,那个极早期的时代被称为大统一时期。该理论核心是,大爆炸发生时,强力、弱力和电磁力其实是同一种力的不同表现。深入这片高度理论化的领域,会发现当时的物理世界像一锅沸腾的粒子浓汤,充斥着各种转瞬即逝的基本粒子,包括构成质子和中子的夸克。而且那时物质和反物质数量几乎完全相等,每一个物质粒子都有一个几乎一模一样的反物质镜像“双胞胎”,它们仅在一个关键特性上截然相反,相遇时会湮灭消失。 这些粒子从哪来?量子场论表明,即便时空的真空,也充满物理活动,以能量涨落的形式出现,能让粒子凭空出现又迅速消失,所以时空真空中也在上演粒子“无中生有”的戏码。 问题来了,时空本身是怎么来的?普朗克时期登场了,它表明我们的物理理论在某些地方会撞上不可逾越的高墙。这个极其短暂的时期指大爆炸之后的一瞬间,那时空间和时间本身都成了量子的一部分。要理解它,需要一套完整的量子引力理论,能把量子物理和相对论完美融合,目前最有希望的候选者是M理论和圈量子引力理论。 在这些理论框
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你敢信吗?我们熟知的“宇宙大爆炸”可能压根不是起始!138亿年前那场炽热爆发其实只是宇宙的“第二幕”。在这之前,宇宙曾经历一段比科幻更疯狂的“暴胀期”,不到万亿亿亿分之一秒内,它从一个比原子还小的点膨胀到比3500亿个星系加起来还大! 这还不是最炸的,有理论认为,我们所在的宇宙可能只是无数个“平行宇宙”中的一个。别的宇宙里,可能光速更慢、引力更弱,甚至根本没有生命。那暴胀是怎么开始的?又为何停止?我们真的活在“膜碰撞”产生的宇宙里吗? 你好宇宙人,今天我就带你一起揭秘宇宙大爆炸。先说个颠覆认知的事实,爱因斯坦的理论其实藏了一个“天坑”,他告诉我们宇宙始于大爆炸,但科学家后来发现,这个爆炸根本解释不了一个致命问题:为什么宇宙各个方向的温度几乎一模一样? 按理说,138亿年前爆炸产生的物质根本没时间跑到940亿光年外“串门”,更别提让整个宇宙温度均匀了!这就好比你在北京点了把火,结果纽约的温度也瞬间跟你一样。物理学上这叫“视界问题”,听着玄乎,但它逼着科学家不得不承认:大爆炸之前肯定发生了什么更疯狂的事! 1980年,物理学家阿兰·古斯提出了一个石破天惊的想法:暴胀理论。他说,在大爆炸之前的10的负35次方秒里,宇宙经历了一场“疯狂生长”。想象一下,你手里的一粒沙子突然在一眨眼的功夫膨胀到比整个银河系还大,这还只是个比喻,真实的暴胀比这夸张一万倍! 这场膨胀让宇宙尺度至少翻了80个倍,每一次翻倍宇宙就大一倍,80次翻倍是什么概念?1后面跟24个零倍!这个数字大到你的大脑根本无法想象!更离谱的来了,驱动这场暴胀的能量居然来自“空无一物”的真空! 没错,真空不是空的,它蕴含着一种叫“暴胀场”的神秘能量。当这股能量达到临界点时,宇宙就像被打了一针“超级兴奋剂”,开始疯狂膨胀。而当暴胀突然停止的那一刻,所有能量瞬间转化成物质和热量,宇宙温度飙升到10的32次方度,这才是我们熟知的“大爆炸”! 所以说,大爆炸不是开始,它只是暴胀结束后的“余波”!但故事到这里才刚刚开始,有些科学家脑洞更大,他们说:暴胀可能从来没有完全停止过!想象一下,暴胀就像一场永不熄灭的大火,虽然我们这片区域的火灭了,变成了我们的宇宙,但在其他区域,火还在烧! 每一块火熄灭的地方都会诞生一个新的宇宙,这就是“永恒暴胀”理论。按照这个理论,此时此刻,宇宙中可能正在诞生无数个新宇宙,而我们只是其中微不足道的一个!这
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138亿年前,大爆炸炸出了整个宇宙。 但问题来了:它炸之前,那里是什么? 是一片漆黑?是虚空?还是什么都没有? 今天告诉你一个绝大多数人不知道的真相:大爆炸根本不是开始。 先问你一个问题:什么叫“空”? 你可能会说:把箱子里的空气全抽走,不就空了吗? 错。物理学家做过这个实验:把容器里所有东西抽走,温度降到接近绝对零度。理论上应该什么都没有了,对吧? 结果他们发现:里面还在动。 科学家管这叫“量子真空”。翻译成人话就是:宇宙的底层代码不允许“空”这个状态存在。你可以把物质移走,可以把温度降到最低,但你永远没法让一片空间真正安静下来。它会自己抖。 海森堡不确定性原理说:你没法同时精确知道能量和时间。时间越短,能量的波动就越剧烈。所以在极其短暂的瞬间,能量可以随便蹦跶。 这意味着什么? 意味着虚空根本不虚。你以为空荡荡的太空,其实每一立方厘米都在发生万亿次的粒子创生和湮灭。一个电子和一个正电子“啪”地出现,存在了不到一秒钟的万亿分之一,然后“砰”地相撞消失。 这是每时每刻都在你周围发生的事,只是你看不见。 更疯狂的是,这个永远不会安静的量子真空还有重量,会弯曲空间,甚至在推动整个宇宙加速膨胀。 1998年,天文学家观测遥远的超新星,本来想看看宇宙膨胀是不是在减速。结果数据出来,所有人都傻了——宇宙不是在减速,是在加速,越来越快。 有一股力量在把星系往外推。这股力量是什么?就是这个所谓“空无一物”的真空里藏着的能量。科学家给它起名叫“暗能量”,占了整个宇宙能量的68%。 你没听错:三分之二以上的宇宙,是“空”贡献的。 现在你应该明白了:我们讨论的“空”和你想象的完全不是一回事。它有能量,有压力,能推动星系,能决定宇宙的命运。 那么问题来了:如果“空”都不是真的空,大爆炸之前的那个状态又能是什么? 这里要讲一个颠覆认知的事实:大爆炸不是宇宙的开始,它是一场转换。 就像水烧开变成蒸汽——不是水消失了又突然冒出蒸汽,而是一种状态变成另一种状态。 大爆炸也一样。在那个高温高密度的火球出现之前,宇宙是冷的,是空的,只有真空能量。然后这个真空能量做了一件疯狂的事:它让空间以超过光速的速度膨胀。 物理定律说物体不能超光速,但空间本身可以。 想象你在吹一个气球。气球表面画了两个点,你吹得越快,这两点离得越远。如果你吹得够快,两点的距离增长速度
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中国人可能会最先成为宇宙中最恐怖的存在 宇宙中最恐怖的存在 前两天一觉醒来 热搜炸了 中国将寻找第二个地球 原来我们才是要殖民宇宙的外星人 更离谱的是 未来5年 中国要用4颗卫星同时出击 探测宇宙当中4个最危险的禁区 这4个任务就像打boss 难度一个比一个恐怖 宇宙怎么诞生的? 破解宇宙诞生的原因 138亿年前那场大爆炸 启动键 到底是谁按下的启动键 第二个boss 揭开太阳系的致命谜题 为什么太阳系边缘有道5万度的火墙 我们是不是被关在一个巨型牢笼里 第三个boss 追踪系外宜居行星的踪迹 茫茫宇宙中找到人类的第二个家 第四个boss 探索极端天体的物理规律 黑洞中子星这些宇宙怪兽 到底遵循什么法则 从宇宙的起点到人类的归宿 中国这次要探索的 是那些科幻电影都不敢写的秘密 更可怕的是 这4颗卫星一旦升空 传回的数据 可能会彻底改写物理教科书 甚至推翻我们对宇宙的全部认知 那么问题来了 为什么是中国 为什么是现在 究竟隐藏着什么样的宇宙真相 宇宙真相? 鸿蒙计划 鸿蒙是什么 是盘古开天辟地之前的混沌状态 中国要做的 就是把10颗卫星送到月球背面 去偷看宇宙开天辟地那一瞬间 发生了什么 你可能会问 为什么非得去月球背面 因为那里是整个太阳系最安静的地方 地球上每天有几十亿 部手机在发信号 太阳每秒喷出150万公里的带电粒子流 把宇宙最微弱的声音全淹没了 就像你站在菜市场里 想听一只蚊子嗡嗡叫根本不可能 它永远背对地球 把所有电磁干扰都挡在外面 更疯狂的是 这10颗卫星要捕捉的信号 来自138亿年前 那时候宇宙刚大爆炸完 还没有任何恒星 只有氢原子在黑暗中震动 科学家把这段时间叫做宇宙黑暗时代 持续了几亿年 那个时代到底发生了什么 第一颗恒星是怎么点亮的 这些问题困扰了人类几百年 连耗资100亿美元的哈勃望远镜 但现在中国找到了方法 这10颗卫星组成的阵列 等效口径能达到地球直径的3倍 专门接收那些被红移 拉长到1-10米波长的远古信号 这种信号极其微弱 需要在完全没有干扰的环境下 才能捕捉到 根据中科院的研究计划 我们就能看到宇宙第一批恒星 是怎么从黑暗中诞生的 甚至能探测到暗物质的分布线索 它占了宇宙总质量的85% 但人类从来没直接观测到过 就像有个隐形的架构在支撑整个宇宙 我们只能通过它对可见物质的影响 来推测它的存在 一旦我们更深入的理解暗物质 可能会对物理
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